地球自转是否会影响从欧洲到澳大利亚的旅行时间?


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假设欧洲的某个地方与悉尼恰好在地球的另一侧。现在我想乘飞机去那里。计划是随地球自转飞行还是逆转地球有关系吗?即飞机是向西飞行还是向东飞行是否重要?

直觉上我会说这很重要,因为如果我逆着地球自转飞行,那么目标就是悉尼,离悉尼越来越近了。另一方面,也许飞机仍在大气中,因此是地球自转的一部分。


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我读过“地球的旋转是否会影响时间旅行”:P
Gurzo,2012年

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也许我会在30年后问这个问题(希望如此)。
RoflcoptrException 2012年

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有趣的是,尽管传统飞机的地球自转可以忽略不计,但它对垂直物体(即火箭)的影响更大。这就是为什么NA​​SA和欧洲航天局在赤道附近设有发射场的原因。由于地球是将它们推向该方向,因此它们可以更轻松地进入轨道。
克里斯·哈珀

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没有我想像的那么多。
hippietrail

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法国是欧盟的一部分,并且有很多海外地区:加勒比海的马提尼克岛和瓜德罗普岛,法属圭亚那(发射阿里安五世的地方),印度洋附近非洲的留尼汪岛和马约特岛)。似乎法属波利尼西亚,圣皮埃尔(Saint Pierre)和密克隆(Miquelon)(接近加拿大)也正在投票赞成欧洲议会的选举(可能还有几年了,新喀里多尼亚(New Caledonia))。
FelipeAls 2012年

Answers:


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这实际上取决于很多因素。我很多年前对此感到纳闷,并问了很多。那时没有Travel.SE;)

地球以相当快的速度旋转-因此,地球上的任何一点实际上都在“移动”(都是相对的)。由于赤道上的点还需要移动,所以它们的移动速度甚至比极点上的移动速度还要快。

现在,当然,空气顺着大地拉来绕去,幸运的是,否则赤道上不佳的破裂将使风速向接近声速的相反方向;)

但是,当您在飞机上时,请考虑沿西风方向(“逆时针旋转”)穿越大西洋比“顺风”旋转要花费近一个小时的时间。

当您与自旋一起飞行时,或者说与风相关时,您不会像在逆时针飞行时那样向相反方向飞行。地球也在拖曳着你-或更确切地说,它正在拖曳大气,而你也在其中。

但是,您趋向于发现的是,实际上实际上它对喷气流的依赖程度更高-喷气流的流动速度高于地面水平,并且如果朝同一方向飞行,则可以提高飞机的速度。当然,在另一个方向上,您最好避免喷射流,因为它会使您减速。

为了用比我说的更雄辩的语言表达,我将借用Aerospaceweb.org的报价,首先,您必须认为自己正在运行。

别再跑了 如果您要直接跳到空中,地球是否会在您下方旋转?(那些相信地球绕着地球旋转的人可能现在想停止阅读。)否,因为当您离开地球表面时,您以与表面相同的速度行进,因此,实质上,地球与您的表面相匹配当您在空中时在太空中加速飞行!对于从洛杉矶飞往孟买的飞机,情况也是如此。如果我们不理会风,无论您从洛杉矶朝哪个方向飞行,飞机相对于地球的速度都是相同的。尽管飞机在太空中的速度会发生变化,但地球自转的影响仍保持不变,并且无论您沿哪个方向行驶,实际上都是“抵消了”。换一种说法,地球的旋转速度已经赋予了飞机,并且在整个飞行过程中地球都与该速度相匹配。(当然,对于航天器,这些速度变得非常重要。)

因此,漫长讨论的最终结果是地球自转对飞机的飞行时间没有影响。实际上,是顺风和逆风引起了行驶时间的变化。有时很难相信风会产生如此大的影响,所以让我们更深入地考虑这个问题。在给出的示例中,从孟买到加利福尼亚(东部)的航班比从加利福尼亚到孟买(西部)的航班短23%。这意味着东行的速度必须快23%。我们谈论的从西到东的几乎所有地方都盛行风,因此当我们向东方行驶时,我们会获得速度增益,而当我们向西行驶时,我们会受到速度损失。现在,如果我们假设两天的风都相同,那么风速只需要等于飞机速度的11.5%!这将导致向西的速度与向东的速度相差23%!波音777增程型飞机在35,000英尺(10,675 m)时的巡航速度约为550 mph(885 km / h)。这意味着风只需要大约65 mph(105 km / h)的速度(良好的风筝天气)。信不信由你,在这样高的海拔下,65 mph是非常典型的风速。时速超过100 mph(160 km / h)的情况并不罕见。如果我们想使事情变得更复杂,我们可以考虑一个向东流动的高速流区域,称为射流,如果飞机可以利用这些风,则可以进一步减少旅行时间。这将导致向西的速度与向东的速度相差23%!波音777增程型飞机在35,000英尺(10,675 m)时的巡航速度约为550 mph(885 km / h)。这意味着风只需要大约65 mph(105 km / h)的速度(良好的风筝天气)。信不信由你,在这样高的海拔下,65 mph是非常典型的风速。时速超过100 mph(160 km / h)的情况并不罕见。如果我们想使事情变得更复杂,我们可以考虑一个向东流动的高速流区域,称为射流,如果飞机可以利用这些风,则可以进一步减少旅行时间。这将导致向西的速度与向东的速度相差23%!波音777增程型飞机在35,000英尺(10,675 m)时的巡航速度约为550 mph(885 km / h)。这意味着风只需要大约65 mph(105 km / h)的速度(良好的风筝天气)。信不信由你,在这样高的海拔下,65 mph是非常典型的风速。时速超过100 mph(160 km / h)的情况并不罕见。如果我们想使事情变得更复杂,我们可以考虑一个向东流动的高速流区域,称为射流,如果飞机可以利用这些风,则可以进一步减少旅行时间。这意味着风只需要大约65 mph(105 km / h)的速度(良好的风筝天气)。信不信由你,在这样高的海拔下,65 mph是非常典型的风速。时速超过100 mph(160 km / h)的情况并不罕见。如果我们想使事情变得更复杂,我们可以考虑一个向东流动的高速流区域,称为射流,如果飞机可以利用这些风,则可以进一步减少旅行时间。这意味着风只需要大约65 mph(105 km / h)的速度(良好的风筝天气)。信不信由你,在这样高的海拔下,65 mph是非常典型的风速。时速超过100 mph(160 km / h)的情况并不罕见。如果我们想使事情变得更复杂,我们可以考虑一个向东流动的高速流区域,称为射流,如果飞机可以利用这些风,则可以进一步减少旅行时间。

另请注意,这是美国流行风的现场惊人展示,这影响了所有这一切。

那么底线是什么?您相对于地球自转的飞行方向不会影响飞机的飞行时间,更重要的是,仅65 mph的风就足以在飞行时产生5个小时的飞行时间差长距离!


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+1我想起了高中时代的物理学理论。在汽车中飞行的苍蝇不受汽车速度的影响。原因很简单:苍蝇相对于汽车运动。因此,我相信您的回答是正确的。
Rudy Gunawan

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“换句话说,地球的旋转速度已经赋予了飞机,而地球在整个飞行过程中都与该速度相称。”这是不正确的。例如,假设您从北极开始,向南飞到赤道。然后,在没有风的情况下,地球在您下方旋转。
nibot 2012年

@nibot难道不仅仅是极点处地球自转速度的特殊情况为零吗?
ghoppe 2012年

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但是,然后您飞到了表面速度不为零的位置。
nibot 2012年

风图是表面风的图,与飞机巡航无关。同样,报价是错误的:如果A比B小23%,则B比A大30%,而不是大23%。
phoog

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为了使其更加复杂并添加到Mark Mayo的答案中,喷射流是由于地球通过科里奥利效应自转而引起的,因此实际上您可以说是的,地球自转确实会影响行程时间,但也许不是您期望的那样。


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好吧,从技术上讲,这不仅是科里奥利效应。这是其中的一部分,但是全球供热模式实际上是形成射流的主要原因。这就是为什么热带地区的盛行风实际上与亚热带纬度上的盛行风相反的原因。盛行风的主要原因根本不是地球自转,而是由于那里太阳的入射角较高,空气在赤道附近被更快加热的事实。
reirab 2014年

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它的确有所作为。平面速度加到地球自转的一种方式,它是从地球自转中减去的一种方式。狭义相对论说t'= t * sqrt(1-v ^ 2 / c ^ 2)。随着旋转,您有一个较高的v,因此时间流逝较慢。

不过,您将需要一个原子钟来测量差异。出于实际目的,Mark Mayo的答案是正确的。


我相信实验已经完成。当时很有名。(尽管我还不够大,无法记住它。)
汤姆·霍顿

@ TomHawtin-tackline:不。我知道的实验涉及将原子钟放在飞机上并在世界各地飞行。(本世纪在电视上也是如此。)在这种情况下,我是在谈论在世界中途飞行两个原子钟并对它们进行比较。前者测量飞行和静止之间的时间差(以及在喷气客机高度时的影响),后者测量旋转和逆转之间的时间差。
罗伦·佩希特尔

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如果确实有什么不同,由于帧拖曳效应,它将比纯粹的相对论预测小得多。
David Z

洛伦的答案是真实的答案。差异是如此之细(实际上是原子尺寸),您根本不会注意到。对于另一个人直线跳跃的例子,从技术上讲,他/她将使地球在其下方移动,但以原子(或更小)的尺度移动。要进行实验很简单:将一个机器人跳到一英里长的移动轨道上。假设轨道(因此机器人)以50kph的速度运动,则当机器人跳跃时,他将距他最初跳跃的位置大约几毫米。现在,将其缩放到行星比例尺!这应该使事情变得透视起来
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