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直升機(jī)懸停在空中不動(dòng),24小時(shí)之后就能繞地球一圈?

來(lái)源:泰然健康網(wǎng) 時(shí)間:2024年12月29日 09:35

其實(shí)這種問(wèn)題牽扯到物理學(xué)上的慣性和相對(duì)運(yùn)動(dòng),初中物理學(xué)知識(shí)就足以解答這種問(wèn)題。只不過(guò)由于我們生活在地球某個(gè)狹小的范圍內(nèi),所以很容易產(chǎn)生錯(cuò)覺(jué),從而下意識(shí)地依靠我們的直覺(jué)做出判斷。

我們都知道地球一直在旋轉(zhuǎn),所以理論上如果讓一架直升機(jī)懸停在空中不動(dòng),就相當(dāng)于直升機(jī)在環(huán)繞地球運(yùn)動(dòng),一天之后就能繞行地球一圈了。

這種想法很美好,但事實(shí)上并不是這樣的。否則的話,只要把直升機(jī)升到空中,原地不動(dòng)就可以做環(huán)球旅行了,哪有這好事?

問(wèn)題的關(guān)鍵就在于:直升機(jī)如何懸停在空中不動(dòng)?

如果直升機(jī)不太好理解的話,可以用汽車(chē)?yán)锏哪硞€(gè)蚊子來(lái)類(lèi)比。在一輛勻速行駛的汽車(chē)?yán)?,有一只蚊子飛起來(lái),蚊子的狀態(tài)是懸停在空中嗎?

看起來(lái)蚊子好像確實(shí)懸空了,事實(shí)上由于慣性蚊子一直在跟著汽車(chē)?yán)锏目諝庖黄鸩粩嗫癖?,這種情況下,不管蚊子懸停多長(zhǎng)時(shí)間,它相對(duì)汽車(chē)的位置也不會(huì)發(fā)生任何變化。

如果我們把汽車(chē)和蚊子不斷放大,汽車(chē)就相當(dāng)于地球,而蚊子就相當(dāng)于直升機(jī)。直升機(jī)看似懸空了,其實(shí)在隨著地球上的空氣一起轉(zhuǎn)動(dòng),相對(duì)地球保持靜止,位置不會(huì)有變化。

用物理學(xué)術(shù)語(yǔ)來(lái)講,勻速行駛的汽車(chē)和勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的地球都是慣性坐標(biāo)系。對(duì)于汽車(chē)來(lái)講,地球就是絕對(duì)坐標(biāo)系。對(duì)于地球來(lái)講,太陽(yáng)就是絕對(duì)坐標(biāo)系。

當(dāng)我們站在地面上觀察汽車(chē)?yán)锏奈米訒r(shí),蚊子的狀態(tài)就不是懸空。同樣的道理,當(dāng)我們站在太陽(yáng)上觀察直升機(jī)時(shí),直升機(jī)也不是懸空靜止不動(dòng)。

事實(shí)上很多人對(duì)直升機(jī)的懸空靜止不動(dòng)應(yīng)該是這樣的,有一個(gè)巨大的吊車(chē)位于宇宙太空的某個(gè)地方,先不用管吊車(chē)到底該如何存在。這個(gè)吊車(chē)把直升機(jī)吊起來(lái),地球自己在旋轉(zhuǎn),而直升機(jī)相對(duì)地心保持靜止,這才是真正的懸停,只有這樣直升機(jī)才能在24小時(shí)候的時(shí)間里繞地球一周。

這種狀態(tài)看起來(lái)很美好,其實(shí)會(huì)給直升機(jī)帶來(lái)災(zāi)難性后果。

我們都見(jiàn)過(guò)高速旋轉(zhuǎn)的砂輪,砂輪與金屬摩擦?xí)r會(huì)濺出火花,足以看出摩擦力有多大了。而用巨大吊車(chē)吊起來(lái)的直升機(jī)就相當(dāng)于不斷與地球這個(gè)巨大的“砂輪”摩擦,地球上面的空氣會(huì)與直升機(jī)產(chǎn)生巨大的摩擦效果。

如果直升機(jī)位于赤道上空,直升機(jī)與空氣的相對(duì)速度可以達(dá)到每秒465米,也就是時(shí)速1700公里。這個(gè)速度比地球上最猛烈的臺(tái)風(fēng)還要快得多,摧毀直升機(jī)簡(jiǎn)直是小兒科。

看到這里,或許你應(yīng)該明白了,如何讓直升機(jī)實(shí)現(xiàn)上面的懸空效果呢?

由于慣性作用,直升機(jī)一直以時(shí)速1700的速度隨著地球一起運(yùn)動(dòng)。所以只有一個(gè)辦法,讓直升機(jī)朝著地球運(yùn)動(dòng)的反方向飛行,時(shí)速為1700公里,這樣直升機(jī)的速度正好與地球的運(yùn)動(dòng)速度相抵消,從而達(dá)到懸停的效果。

這不就是我們平時(shí)所說(shuō)的環(huán)球旅行嗎?只不過(guò)速度太快罷了,但方式是一樣的,我們平時(shí)乘坐飛機(jī)進(jìn)行的環(huán)球旅行速度不會(huì)這么快。

事實(shí)上也確實(shí)如此,地球上的物體,包括空氣本身,都是隨著地球一起轉(zhuǎn)動(dòng)的,所以想要做到懸空,必須反向運(yùn)動(dòng)抵消地球的轉(zhuǎn)動(dòng)速度。

繼續(xù)深究這個(gè)問(wèn)題,問(wèn)題的關(guān)鍵就在于“懸?!保鄬?duì)誰(shuí)“懸?!辈粍?dòng)?也就是說(shuō)必須有一個(gè)參照物才行。

所謂的懸停不動(dòng),就是靜止,無(wú)論是靜止還是運(yùn)動(dòng),必須有一個(gè)參照物才有意義。所以問(wèn)題就演變?yōu)椋褐鄙龣C(jī)到底想相對(duì)誰(shuí)靜止不動(dòng)?

相對(duì)地球靜止不動(dòng)?直升機(jī)一直在這樣做,我們看到直升機(jī)升到半空中所謂的“懸空”其實(shí)也是相對(duì)地球靜止不動(dòng)。

相對(duì)太陽(yáng)靜止不動(dòng)?這種情況就相當(dāng)于剛才所說(shuō)的情況,用一個(gè)巨大的吊車(chē)把直升機(jī)吊起來(lái),而這臺(tái)吊車(chē)就在太陽(yáng)上。

相對(duì)太陽(yáng)靜止不動(dòng)?那么我們就需要把這臺(tái)巨大的吊車(chē)放在銀河系中心,此時(shí)直升機(jī)相對(duì)地球的速度就是每秒220公里,因?yàn)榈厍驀@銀河系的速度就是每秒220公里。

所以,直升機(jī)到底想如何懸空不動(dòng)?總不能說(shuō)“我就是不動(dòng)”吧?那就是耍無(wú)賴了!宇宙里沒(méi)有“絕對(duì)靜止”的東西。

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