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地球自转会影响从欧洲到澳大利亚的旅行时间吗?

假设欧洲的一个地方正好在地球的另一边,比悉尼的另一边。现在我想坐飞机去那里旅行。即,飞机是向西飞还是向东飞重要吗?

直觉上,我会说这很重要,因为如果我逆着地球的自转飞行,那么目标,在这种情况下,悉尼就会越来越近。另一方面,也许飞机还在大气层中,因此也是地球自转的一部分。

答案 (3)

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2012-02-16 08:21:41 +0000

这其实要看相当多的因素。很多年前,我也曾想过这个问题,也问过不少。那时候还没有Travel.SE;)

地球以相当快的速度在旋转–因此地球上的任何一点实际上都在 “移动"(这都是相对的)。当然,现在,空气是随着地球的旋转而被拖动的,幸好,否则赤道上的那些可怜的小伙伴们的风速就会与音速相反,接近音速。

当你随着自旋飞行时,与风的关系,你并没有像逆着自旋飞行时那样,"飞到 "另一个方向的力上。地球也在拖着你–或者说,它在拖着大气层,而你也在其中。

然而,你会倾向于发现的是,实际上它在现实中更依赖于喷气流的存在–上面的空气比地面上的空气运动速度要快得多,如果向同一方向飞行,可以提升飞机的速度。当然,在另一个方向上,你最好避开喷气流,因为它会让你的速度变慢。

用比我自己的话说得更有说服力,我借用Aerospaceweb.org的一句话,首先,你必须把自己当成是在跑…………

停止跑。如果你在空中直接跳起来,地球会在你下面旋转吗?(那些相信地球是围绕着自己旋转的人,可能现在就不要再读了)。不会,因为当你离开地球表面的时候,你是以与地球表面相同的速度行驶的,所以,从本质上说,当你在空中的时候,地球与你的速度是一致的,而你在空中的时候,地球是以与你的速度相匹配的。同样的条件也适用于飞机从洛杉矶飞往孟买的过程中。如果我们忽略了风,无论你从洛杉矶飞向哪个方向,飞机相对于地球的速度都是一样的。虽然飞机在太空中的飞行速度会发生变化,但地球自转的影响是不变的,实际上无论你从哪个方向飞行,都会被 "抵消 "掉。换句话说,地球自转的速度已经传给了飞机,在整个飞行过程中,地球的自转速度与飞机的速度是一致的。当然,在航天器的情况下,这些速度就变得非常重要了)

所以,那么长时间讨论的最终结果是,地球的自转对飞机的飞行时间没有任何影响。其实,造成飞行时间变化的是顺风和逆风。有时候很难相信风会有这么大的影响,所以我们再深入思考一下这个问题。在所举的例子中,从孟买飞往加州(东边)的航班比从加州飞往孟买(西边)的行程缩短了23%。这意味着东边的飞行速度一定要快23%。我们所讨论的任何地方的盛行风几乎都是由西向东吹,所以当我们向东行驶时,我们会得到一个速度的提升,而当我们向西行驶时,我们会得到一个速度的惩罚。现在,如果我们假设我们飞行的这两天的风是相同的,那么风速只需要等于飞机速度的11.5%就可以了! 这就会造成西边的速度和东边的速度相差23%! 加长航程的波音777飞机的巡航速度约为550英里/小时(885公里/小时),在35000英尺(10675米)的高度上。这意味着,风速只需要65英里/小时(105公里/小时)左右的风速(风筝天气好)。不管你信不信,65英里/小时是在这样的高海拔环境下的一个非常典型的风速。超过100英里/小时(160公里/小时)的速度并不少见。如果我们想把事情变得更复杂,我们可以考虑一个叫喷气流的高速气流区域,它向东流动,如果飞机能利用这些风,那么飞行时间就可以进一步缩短。

另外注意到这个美国盛行风的实时惊人显示,这一切都会影响到这一切。你的旅行方向与地球自转的方向并不影响飞机的飞行时间,更重要的是,当你长途旅行时,仅仅是65英里/小时的风速就足以造成5个小时的旅行时间差。

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2012-02-16 09:34:37 +0000

为了使问题更复杂一点,并补充马克-梅奥的答案,喷射流是由地球通过科里奥利斯效应自转引起的,所以事实上你可以说,是的,地球的自转确实会影响到旅行时间,但也许不是你所期望的那样。

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2012-02-16 21:01:03 +0000

这确实是有区别的 一种方式是把飞机的速度加到地球自转上,一种方式是从地球自转中减去。特殊相对论说t’=t*sqrt(1-v^2c^2) 如果是自转,你的v就会变大,时间就会变慢。

你需要一个原子钟来测量这个差异。为了实际目的,马克-梅奥的答案是正确的。