|
地球在自转是个小朋友都知道的话题，24小时自转一圈大家也都了解，所以一架直升机起飞后悬停24小时，理论上就应该回到原来位置，似乎没毛病？ 关于地球自转古人一直都以为太阳和月亮在绕着地球转，比如集托勒密大成的地心说就认为地球是宇宙中心，从来都是不动的，但2000多年来却没发现一年中太阳的轨迹变化，也对月亮的轨迹每天都在变化视而不见。哥白尼在提出日心说以后，地球自转也仅仅停留在理论上被接受而已，但地球自转怎么来证明却是个问题。  一直到1851年傅科用一个单摆证明了地球是在自转的，他在巴黎万神殿圆屋顶的中央，用一根67米长的钢丝绳挂了一个28千克的铁球，铁球的下面是一个沙盘，如果地球不自转，那么这个单摆摆动时的行程经过的角度是不变。如果在转动，那么每次来回摆动时将会有一个小小的角度变化。  单摆启动后每个周期在沙盘格上移动约3毫米，每小时偏转11°20'（即31小时47分回到原处），后来很多科学家都复制了这个实验，除了频率上有区别外，单摆的摆动时转动是一样的，周期与位置的关系是单摆位置纬度的正弦。  许多在傅科实验现场观看的角度对此非常惊讶，许久之后才喃喃的说“确实觉得自己脚底下的地球在转动！”。 我们能用感官来检测地球在转动吗？比如你躺在床上，或者站在地上，甚至让感觉最灵敏的人来感知地球的转动，很抱歉没有人有这个感知水平，因为我们目力所及，所有的景物位置都不变，你可以在家里设置一个经纬仪，对准几公里以外的某个目标，如果你不去动经纬仪，那么一年之后十字丝还是会牢牢的对准原来位置。 为什么我们感觉不到？ 地球在转动，而我们却感觉到，这主要有两个原因，一是我们地球引力让我们站在地球上，这是无穷远处朝向地球质心的一个弯曲的引力梯度空间，我们在地球表面受到的重力大约是9.8N/kg，而地球一天转一圈的“离心力”0.3%都不到，而且这还是赤道地区受到的“离心力”，随着纬度增加还更小一些，到两极就是0。 另一个我们感受不到的原因是所有的物体都受到9.8N/kg的重力影响，牢牢的被固定在地球上，当地球转动的时候，一起在转动！就像一艘无比平衡问的大船内，在没有参照物的情况下是没有人能分辨出大船在动的，当然地球还比较好，有星星月亮和太阳作为参考，但大家却反而认为这些天体在运动！ 直升机升空悬停一小时，就能到另一个地方吗？理论上来说，直升机悬停后，地球不停的转动，所以在赤道上，地球一小时转动可达1620千米，那是否表示直升机飞行了1620千米？听上去好有道理，那么事情果然是这样吗？ 其实完全错了，首先我们要注意一点，当直升机从地面上垂直起飞并悬停时，它所拥有的速度在各位看来是0，但它和此处地球自转的线速度是一样，也就是大约460米/秒（赤道地区），假如它要真正保持悬停的话，那么它需要一个与地球自转方向相反并且速度要达到460米/秒的速度。很抱歉直升机根本就到不了，因为绝大部分直升机的最高速度不超过80米/秒（约300千米/小时）。  如果不容易理解的话，就像你在高铁上，以每小时300千米的速度在高速前进，当你垂直跳起来1S重新落下时，中学知识即可告诉你，你会在原地不动，要不然这一秒钟时间列车可以前进80米以上，不是你撞在车内的墙壁上，就是落到列车外。但这个事情不会发生，因为在没有施加外力的情况下，你会继续保持之前的运动状态。 所以直升机悬停24小时，它仍然在同一个地方，但并不是说直升机已经绕了地球一圈，而是它哪都没去。所以当你悬停12小时的时，它也不会到达地球的另一边。 |
|
|
