为什么飞机离开地球表面那么久,而不用考虑地球自转的速度,难道惯性可以一直存在吗?
为什么飞机离开地球表面那么久,而不用考虑地球自转的速度,难道惯性可以一直存在吗?
这是个看得着而想不通的神奇道理,你看了我的讲解立即释疑,原来如此!
1⃣️星球哪来的万有引力?都是恒星之间运行到最近距离时同性相斥的力使漂浮旋在真空中的大个体积,有了一定的旋转惯力,这磁力又会随着球体的质地及体积而加快在太阳的磁引力内不停地旋转。
2⃣️由此这星球具备了SN极磁极,变成了一个巨大的固定轴永久性的SN极磁体,它达到了几百公里以内的万有引力,这引力有多远?也只有卫星飞行的高度,只要卫星还在它的磁场引力内以第一宇宙速度飞行,就是东方红一号卫星转了五六十年也不减速还在转,主要是太空为真空无阻力。如果我们发射同步卫星,跟地球一样坐地日行八万里,那你看到的卫星就老在头顶太空悬浮着,其实你感觉不到它在与地球速度同步运行。
3⃣️为什么我们的飞机飞向了天空,而地球不断在飞旋,飞机在空中永远没有离开往返的航线?你要知道万有引力的定律,就要把飞机比作台面上的一根针,针怎么也逃不脱台面下有个大磁铁控制住这根针,如果磁铁向东行,针在台上虽然南北方向走,但必须跟着台下的磁铁向东运动,这就是飞机在上空与地面在同步向东运动。如果你用一根马尾穿住针,沿这条线运动马尾,你会见到这根针怎么也离不开磁场的引力,针只能在磁场内作与磁铁的同步运动,想想是不是飞机在地球引力下飞不出如来的掌心?
最明了的实验是将磁铁做成一个圆,围着中点旋转,在中点上拉根线穿一根针,你转磁铁圈儿,这根针就永远被磁铁吸住同步运转、飞机悬空不离开地球原地就是这个原理!
4⃣️科学家掌握了这个道理,要甩开地球要用火箭,用飞船,只要达7.8Km/s第一宇宙速度便能甩开地球引力,冲入几百公里的太空,但要想飞离地球的引力必须达11.2km/s的速度甩出去,那你就不与地球同步了!
你捡个石子扔得越远,速度越快,引力也小些,所以几百吨的飞机就是靠这个扔石头原理飞出去感到载重还能飞行的道理,只要飞机速度保持在7.8Km/S以内,飞机被地球的引力束缚住,只能同步运动!
谢谢🙏!
为什么飞机离开地球表面那么久,而不用考虑地球自转的速度,难道惯性可以一直存在吗?
为什么飞机离开地球表面那么久,而不用考虑地球自转的速度,难道惯性可以一直存在吗?
你说的没错,惯性一直存在着。飞机不论离不离开地球,离开的久不久,飞机都是以自转的地球为参照物,飞机的速度都是相对于地球自转的表面线速度而言, 这跟是不是和地球接触、是不是在大气层无关。即使象人造地球卫星离开大气层了,它的速度也是相对于地球自转的表面线速度而言。这也是航天发射为什么尽可能选择纬度低的地方的原因,因为纬度越低的地方的自转线速度越大,航天器可以借助这个速度较轻易地达到第一宇宙速度,火箭可以节省很多燃料,相当于提高了运力。
位于赤道附近的库鲁航天发射场
我们知道人造卫星的第一宇宙速度又叫环绕速度,大小是7.9千米/秒,它是相对于地球重心的,不是相对于地球表面的,这时可以把地球看成一个质点。象赤道附近的线速度达到了40000/(3600x24)=0.46千米/秒,所以在赤道附近,卫星只要相对于地球表面以7.9-0.46=7.44千米/秒的速度运动就能环绕地球。同理顺着地球自转方向发射卫星要比逆着地球自转方向发射卫星要省力。这一切都因为惯性的存在。
当然我知道题主在这里说“惯性一直存在吗”指的是飞机随地球自转的惯性趋势还在吗的意思。按照牛顿力学,惯性是物体本身的属性,物体质量是惯性的唯一量度。所以只要飞机还在,它的惯性就在。不过马赫认为惯性离不开引力,他认为惯性不是物体的固有属性,是宇宙中其他物质作用的结果,在非惯性系中“惯性力”不是虚拟的趋势,而是一种引力的表现,是宇宙中其他物质对它的总作用。爱因斯坦吸取了他的精华,从惯性质量等于引力质量这个事实出发提出等效原理,创立了广义相对论。这个等效原理是说引力场局域等同于惯性场。太空中地球、月球、太阳和其它行星等等形成的引力场很复杂,因此人造卫星的惯性场也会很复杂,人造卫星从地球发射后,在近地轨道以内主要还是受地球引力场的作用,惯性趋势还是离开地球前受到的地球表面运动趋势。飞机是在远低于近地轨道的大气层中飞行,它的惯性更是受地球表面的运动趋势。人造卫星离地球越远,受地球影响越小,受月球、太阳和其它行星的影响则越来越明显。地月之间有一个引力平衡点,探月卫星沿着地月转移轨道到达这个平衡点后就只考虑月球引力而不必考虑地球的影响,它的惯性只受月球引力场影响。同理那些行星际探测器的飞行情况会更复杂。由此可见科学家计算设计航天器轨道的工作是非常复杂的,考虑的因素非常多,惯性因素更在其中,计算的式子绝非简单的几个万有引力公式,当然在目前牛顿力学足够解决这些问题,随着人类探测能力的提高,广义相对论肯定会发挥越来越重要的作用。
为什么飞机离开地球表面那么久,而不用考虑地球自转的速度,难道惯性可以一直存在吗?
这根本不是惯性的问题,而是地球引力的问题。
小时候一直很奇怪,既然地球是不停自转的,那么我原地跳一下应该落在其他地方啊,但是实际上不管你跳多高还是落在原地。同样的道理飞机飞在天上也无法做到这一点,它的速度还是相对于地面静止物体的速度。这是由于我们忽略了地球外面包裹的大气层,它里面的空气也属于地球的一部分,也会受到地球引力,也随着地球在自转。
我们以为的地球是蛋黄,但是却忽略了大气层这厚厚的蛋清。飞机飞起来后虽然离开了蛋黄,但还是被蛋清包裹着,所以飞机想要飞到哪里还是要自己动手。
为什么飞机离开地球表面那么久,而不用考虑地球自转的速度,难道惯性可以一直存在吗?
这个和惯性没有多大的关系,主要的地心引力有着直接的关系。
我们都清楚,地球的自转速度是非常之快的,在赤道位置可以到达约460米/秒,这个速度是要比一般客机的飞行速度还要快,但实际上飞机在离开地面以后并不能借助地球自转而移动,靠的都是自身的燃料及空气的升力实现快速的飞行。
飞机明明已经离开了地球表面,为什么却还是无法借力地球多的自转速度呢?其实道理也是非常简单的,因为飞机飞行的高度一般只有6000——12000米左右,这个高度是无法摆脱地心引力的。
说的直白一点,假设飞机飞到空中保持相对静止状态,实际上也是会受到地心引力的吸引,并随着地球自转一起进行旋转,哪怕是过去很久的时间再落到地面,飞机其实还是会在原来起飞的地点,和在地面上是没有多大差距。
实际上地球的大气层一样也是受到地心引力的影响的,地球一定范围内的大气层也是会随着地球的自转一起旋转,这也就是为什么飞机在天空中飞行只能感觉到自身的飞行速度,无法感觉到地球的自转速度。
想要感受到地球的自转速度,起码要飞到40万米的高度,大概就是我们国家“天宫空间站”的运行高度 。想要有效的摆脱地心引力,普通飞机的飞行高度是肯定无法做到的,一般情况下要飞到40万米左右的高度,大概就是400公里的距离,就类似于我们国家“天宫空间站”的运行高度。一旦达到了这样的高度,就可以有效的感知地球自转的速度了。
有些人可能就会好奇了,为什么在看“天宫空间站”传回的实时影响中,地球的旋转速度非常的快呢,感觉明显要快于24小时一圈的速度。
其实这里边还有一个重要的因素,那就是空间站本身的在轨运行速度是非常之快的,达到了第一宇宙速度,也就是7900米/秒左右,这个速度是要明显高于地球的自转速度的,基本上90分钟就可以绕地球一周,这样的运行速度再加上地球自身的自转速度,就会让我们看到一个快速旋转的地球了。
以上个人意见仅供参考。
为什么飞机离开地球表面那么久,而不用考虑地球自转的速度,难道惯性可以一直存在吗?
这个问题有些奇怪,飞机飞行并非不考虑地球自转的速度,而是已经叠加了地球自转速度,当然了,这是从太空视角来看的结果,如果以地表的人类的视角,因为人类与地表可以认为是相对静止,因此地球自转对飞机速度产生的影响是看不出的。
我们都知道地球自转周期是24小时,也就是每24小时,地球就会转一圈,而赤道的周长大约是4万公里,因此赤道上的线速度能达到每秒460多米,这个速度已经超过了在标准状况下空气中的音速。
但如此高的速度,为何对人类的生活没有产生严重影响呢?原因很简单,因为人类也是跟着地球一起转的。如果站在地表上观测其他人,因为他们站立在地面不移动,所以会得出他们速度为零的结论;但如果我们在太空中观测他们,他们的速度就地球自转的线速度了。
因此这样的结论同样适用于飞在天上的飞机。
如果还是不能理解,那么你可以这样想:按照题目的意思,直升机只需悬停在空中24小时,不做前后飞行动作,只需等着地球自己转,就能轻松环绕地球一周了。很显然,这是不可能的。
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首先空气也在随地球自转,所以飞机不管飞多久,都用不着考虑地球自转。
但即便没有空气,换成火箭在天上垂直悬停,也同样不需要考虑地球的自转。
先看看下面这张动图体会一下什么是惯性。图示:用生命验证惯性定律
在一辆行驶的车中玩蹦蹦床,这人为啥没落到地上,还能落回行驶的车中呢?
有三个原因:
1、被弹起的人具有惯性速度,方向和大小和车保持一致
2、车是匀速运动,没有在人弹到空中后突然加速或减速
3、车的两边有挡板,挡板内的空气也在近乎用同样的速度在同向运动,这就减少了空气阻力对空中的人的影响,这人弹出挡板后,还自己用狗刨来消减部分空气阻力影响,当然狗刨的作用最低,但能提供点心理安慰。
再看一张怎么抵消惯性的动图。图示:垂直落地的奇怪弹丸,如果你不觉得奇怪,那你对惯性还是缺乏深刻体会
要让一辆运动的车上所释放的一颗弹丸,在地面观察者眼中垂直落地,那就意味着需要抵消这颗弹丸本身所具有的向左运动的惯性,要做到这一点倒也不难,只要让弹丸用同样的速度向右运动即可,通过伽利略速度合成公式,就能让该弹丸的水平速度相对于地面的静止观察者来说,速度为零。警告,这是相对于地面静止的观察者而言是速度为零,垂直下落。但对于处在车上的观察者来说,他所看到的场景却是弹丸在向右运动,划出一道抛物线落地,当然这是车上的人如果将自己设成不动的一方,才会有这样的效果,这张动图缺乏汽车上的视角,非常可惜。
不要说飞机飞十几个小时,从地球出发的宇宙飞船也会带着它们获得的惯性在宇宙中永远穿梭下去呢。比如当我们飞往月球时,由于太空中没有空气阻力,升空后的宇宙飞船在摆脱地球的引力之后,就只需依靠惯性就能到达月球,不需要再额外耗费燃料来加速,恰恰相反,在到达月球时,不想和月球擦肩而过,要实现绕月或登月,那就还得想办法减速呢,这要消耗部分自带的燃料,并巧妙利用月球的引力实现减速,将月球引力当阻力来用。
图示:中国嫦娥一号近月制动减速,让自己成为月球的卫星。
最后看一下,牛顿第一运动定律吧假若施加于某物体的外力为零,则该物体的运动速度不变。
运动速度不变的意思是,静止的物体不会自己动起来,运动中的物体不会自己停下来,会继续保持匀速直线运动状态。这种维持运动状态不变的性质就被称为“惯性”。牛顿第一定律又因此被称为“惯性定律”。
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