為什麼地球自轉不會影響到緯向的飛機飛行?
對比於自西飛東的飛機,地球的自轉會對自東飛西的飛機產生影響,延遲飛機的到達時間嗎?如果你經過卧室,從東往西走所耗費的時間會與從西往東走的時間有所不一嗎
為何會認為地球自轉影響飛機的飛行長度是必不可少的呢?一架在赤道航線上飛行的飛機以1000英里每小時(1600千米每小時),並且是同樣速度對地而行。如果不是的話,那麼這架飛機就會以相同速度落後飛行。如果飛機離開地面開始飛行,那麼它對地而言,依然會以1000英里每小時飛行。
如果你感覺飛機飛行並沒有1000英里那麼快,究竟是什麼力阻止了它呢?牛頓力學第一定律告訴我們:如果沒有外力干擾,物體將會在同一方向持續做勻速運動。如果要物體停止運動,則必須有外力干擾。
會不會有那麼一個力在你跳出空中的時候並不會停止飛機運動呢?如果你已跳出空中有一段時間了,按照道理,你應該會以1000英里每小時的速度靜止站立在不斷運動的地面上,你會在離你第一次跳的地方1450英里(450米)的地方著陸。但這顯然不可能發生。
如果地面給你身體提供了一個力讓你以1450英里每秒向前運動,當你想停止的時候,是不是不需要往腳底提供大量壓力呢?
地球在自傳的時候,大氣層也會跟著地球旋轉,一切在地面的,水裡的,空中的事物都以相同的地球自轉速度旋轉。
究竟什麼能夠影響東西走向的飛機飛行時間呢?地球自轉會激起科里奧利效應帶來的盛行風嗎?在一些緯度上盛行風是西行的,一些緯度上是東行的。
如果地球是自轉的,為何無論往西飛還是往東飛,飛機會花費相似的時間呢?難道不應該是往某個方向飛會更快嗎?
當我還是個孩子的時候,我坐在一輛以100公里每小時行駛的車輛中,一個蒼蠅在車內
我問媽媽:「媽媽,為何蒼蠅能飛那麼快呢?」媽媽回答:「不是蒼蠅飛得快,而是蒼蠅被車內的氣流所推動。」
同樣道理,空中飛機可以在隨地球自轉而轉的空氣中飛行。但更奇妙的是:
風不會總是與地球自轉方向同向而行,所以當我們長途跋涉的時候,不可能總要依靠風來推動飛機飛行。但在特定情況下你可以往特定方向飛行。比如。在赤道上有自東往西吹的信風,而在赤道航行的自東往西飛的飛機會比同航道往東飛的飛機要行駛得快。飛機在西風帶會行駛得比自西往東飛的飛機要快。
這現象與所有人想像的都相反,但它的確是這樣。
這被稱為科里奧利效應,並且適用於旋轉的參考架中。
這就是為什麼在車內駕駛,扔球和在船上行走的例子並不適用於此理論,因為它們不是旋轉的參考系。
空氣中大量氣流都隨地球而轉,這也是為什麼空中速度讀數不會顯示不一樣。但這跟飛行時間沒有關係。
忽略急流不計,假設你在靜止的氣流中飛行,那麼在相同速度下,從紐約到洛杉磯的飛行時間要比相反飛行少。但這樣一來飛機的地面速度就會完全不一樣。
當你從西飛向紐約的時候,洛杉磯會因為地球自轉而離你越來越近,紐約則會因為地球自轉而離你越來越遠。
你沒有注意到這些是因為飛行員都有規定的飛行時刻表,如果飛機是規定在4小時內到達,那麼他們會調控適當的飛行速度賴讓飛機在小時內到達,因為飛行類的交通需要控制,這樣才能保證飛機能逐一順利起飛。
結合流動的空氣和急流,北美為了飛機能向東飛行得更快,會使用更有效率的燃油,科里奧利效應就會「消失」在飛機快速飛行的噪音中,但不可否認的是它依舊存在。
舉個例子,狙擊兵在射擊目標的時候要特別考慮東南西北方向,並且會在偏離目標幾英里的地方射擊。這是因為地球自轉會使子彈在空中偏離幾英里,如果你在射擊的時候不把自轉因素考慮進來的話,這幾英里足夠讓你射不中目標而失敗。
參考資料
1.Wikipedia百科全書
2.天文學名詞
3. 盧曉怡- forbes
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