火星一号|直升机在空中悬停12小时后，会到地球的另一边吗？，地球在自转
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地球在自转 ， 它绕自转轴旋转一圈的时间为24小时 。 由于地表是固态的 ， 地球的整体自转角速度保持一致 ， 所以越靠近赤道的地方 ， 自转线速度越快 。 赤道上的转动速度可达465米/秒 ， 每天转动大约4万公里 ， 这就是所谓的“坐地日行八万里” 。
虽然我们无法直接感受到地球的自转 ， 但通过一些现象 ， 我们可以知道地球在转动 。 太阳的东升西落正是由于地球的自西向东自转引起的 ， 我们把地表视作静止参照系 ， 太阳就会看起来在天空中运动 。 同样地 ， 夜空中星辰的升起和落下也是地球自转所致 。
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地球自转还会造成地转偏向力 ， 这是科里奥利力沿着地表产生的分力 。 由于地转偏向力的存在 ， 大气流动会受到偏转 ， 使得一些地方会出现季风 ， 这让古代人类的航海成为了可能 。 另外 ， 热带气旋的移动也受到这个力的影响 。 不过 ， 漩涡受到地转偏向力的影响可以忽略不计 ， 排水口的初始扰动和几何结构才是真正起因 。
既然地球在快速自转 ， 那么 ， 如果让一架直升机在空中悬停12小时 ， 它会到地球的另一边吗？
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事实上 ， 直升机悬停在空中 ， 下方的地表并不会转动过去 。 原因很简单 ， 直升机也会被地球带着一起旋转 ， 这是由惯性效应所引起的 。
地球一直在自转 ， 使得地球上的物体 ， 就连空气 ， 都会被带着高速运动 。 但地球非常大 ， 而且在太空中运行十分稳定 ， 所以很难觉察到我们一直在高速运动 。 我们通常会把地表视作静止参照系 ， 导致物体看起来都是静止的 。
在地表上的直升机本身随着地球转动 ， 当它悬停在空中时 ， 只产生了竖直方向上的力来抵抗重力 ， 并没有消除掉水平方向上的惯性 。 牛顿第一运动定律表明 ， 在没有水平力作用下 ， 直升机就会保持最初的运动状态 ， 跟着地球一同自转 。 12小时之后 ， 直升机还是相对于地表不动 。
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想要抵消掉惯性 ， 就需要让直升机在水平方向加速到地球自转的速度 ， 并且方向与自转方向相反 。 如果是在赤道上 ， 直升机的水平速度要达到465米/秒才行 。 在这种情况下 ， 12小时后 ， 直升机会飞到地球的另一边 。
不过 ， 现实中直升飞机的飞行速度并没有那么快 ， 达不到超音速的水平 。 一般而言 ， 直升机的速度都没有超过100米/秒 ， 要在赤道上抵消惯性是不可能的 ， 只有到自转线速度较慢的高纬度地区才行 。
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通过计算可知 ， 在纬度为77.5°的地方 ， 地球的自转线速度为100米/秒 。 也就是说 ， 只有在高于77.5°的高纬度地区 ， 直升机才有可能真正“悬停”在空中 ， 让地球在其下方快速转动过去 。
另外 ， 我们也可以通过一个小实验证明 ， 悬停12小时的直升机不会飞到地球另一侧 。 如果我们在赤道上 ， 竖直向上跳起来 ， 并在空中停留0.5秒的时间 。 如果下方的地表会转动过去 ， 当我们落回地面的时候 ， 距离起跳点将会达到232.5米 ， 显然这是不可能的 。
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【火星一号|直升机在空中悬停12小时后，会到地球的另一边吗？，地球在自转】最后 ， 再来考虑一下这种情况 。 假设在一列密闭的火车车厢内有一架无人机 ， 在火车相对于地面静止时 ， 无人机悬停在车厢内 。 当火车开动时 ， 悬停在空中的无人机会被甩到车厢的尾部吗？
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