地球不停自轉(zhuǎn)，無人機(jī)懸停24小時(shí)，是否能到達(dá)地球另一端？
時(shí)間: 2021-09-02 11:02:07
記得，上小學(xué)的時(shí)候，有一門課程叫《自然》，通過學(xué)習(xí)這門課程，掌握了不少大自然界的知識(shí)，了解了一些看似神奇現(xiàn)象背后的原理。今天咱們就聊聊生活當(dāng)中一個(gè)有趣的自然現(xiàn)象。我們都知道，地球在不停地自轉(zhuǎn)，如果讓一架無人機(jī)在空中懸停24小時(shí)，那么會(huì)不會(huì)到達(dá)地球另外一端？這是個(gè)腦洞題，因?yàn)轭}目中無人機(jī)的高度是不確定的，環(huán)境因素也不能確定，因此網(wǎng)上出現(xiàn)了不同的觀點(diǎn)。先看可以到達(dá)另一端的理由。無人機(jī)通過懸停是可以到達(dá)地球另一面，不過要看無人機(jī)的飛行高度，如果飛到五萬米高空懸停，就能到達(dá)地球另一面。舉個(gè)例子。假設(shè)某人在車廂內(nèi)原地跳起，由于慣性的存在，空氣和人體是同步的，你再怎么起跳最終都會(huì)落到原地。換個(gè)角度，如果某人在車頂起跳，車子繼續(xù)往前跑，但某人被靜止空氣阻擋了，形成了阻力，導(dǎo)致掉下來的位置已經(jīng)遠(yuǎn)離車頂了。某人之所以感覺到風(fēng)，其實(shí)不是風(fēng)吹人，而是車子帶著人奔跑，人在主動(dòng)撞風(fēng)，在風(fēng)中沖刺。原理類似于沒有風(fēng)的時(shí)候，開摩托到100時(shí)速，風(fēng)就很大了，不是風(fēng)在運(yùn)動(dòng)，而是因?yàn)槿嗽谧诧L(fēng)。坐高鐵的時(shí)候你跳起來還會(huì)落在原地，因?yàn)檐噹麅?nèi)的一切受到車廂外引力作用你做的一切都包含在內(nèi)逃脫不了，打開車廂門跳出去的一瞬間是受到車內(nèi)引力影響，所以并不會(huì)安全著陸，除非你的速度大于車內(nèi)引力限制，與之對(duì)衡。放大了說，你的速度制衡超過地球自轉(zhuǎn)才會(huì)出現(xiàn)懸停滯空，或者逃離它，出了地球引力外，外太空還有地球外部引力是大于地球內(nèi)部引力的。除去這些還有太陽系的自轉(zhuǎn)引力，只要你能逃離滯空引力，你就會(huì)站在上帝視角觀摩。不過，從現(xiàn)實(shí)角度考慮，無人機(jī)還是很難靠空中懸停到達(dá)地球另一端。小學(xué)課本舉了一個(gè)非常通俗的例子，一個(gè)人在地球上向上跳，為什么下落后最終還是回到原來的位置？對(duì)此解釋是，因?yàn)榈厍蛴形?，人相?duì)地球是同步的，跳起的那一刻人感覺不到地球轉(zhuǎn)動(dòng)，而實(shí)際上在起跳的時(shí)候就已經(jīng)跟地球同步轉(zhuǎn)動(dòng)了。與上面道理類似，無人機(jī)看似懸停在空中不動(dòng)，但其實(shí)這個(gè)時(shí)候已經(jīng)在跟地球一起轉(zhuǎn)動(dòng)了，后續(xù)無人機(jī)移動(dòng)也是建立在以地球?yàn)閰⒄瘴锏幕A(chǔ)上的。這可不只是慣性影響，整個(gè)大氣都在地球引力范圍內(nèi)，換句話說，只要不足夠脫離地球的引力范圍，無人機(jī)懸停與在地面上本質(zhì)上沒啥區(qū)別。這里可以把空氣想象成一種實(shí)實(shí)在在的組織，它和泥土地面本質(zhì)上是一樣的。這里容易有個(gè)誤區(qū)，就是認(rèn)為懸在半空就不受重力影響了，而這是錯(cuò)的。大家可以試想一下這個(gè)實(shí)驗(yàn)，把重力比做一根木棍，地球看成一個(gè)球，把木棍插在球上標(biāo)記一個(gè)點(diǎn)，木棍上綁個(gè)物體，球轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，綁在木棍的物體因?yàn)椴逶谇蛏蠒?huì)跟著一起轉(zhuǎn)，那物體不就會(huì)一直在標(biāo)記處沒動(dòng)過了嗎？而身處半空不就是把木棍加長了一節(jié)，還是會(huì)跟著球一起轉(zhuǎn)，沒有從標(biāo)記處動(dòng)過。這就是無人機(jī)半空懸停24小時(shí)不會(huì)繞地球半圈的原理。下面從力學(xué)角度來分析。無人機(jī)在地球表面時(shí)與地球一樣旋轉(zhuǎn)，當(dāng)無人機(jī)向上懸停時(shí)，垂直方向上無人機(jī)旋葉的托升力與地球重力抵消呈靜止?fàn)顟B(tài)，而無人機(jī)的水平方向，不管是靜止在地面還是懸停，外力都沒有發(fā)生改變，即是之前隨地球旋轉(zhuǎn)的力和速度都是一樣的，所以無人機(jī)的垂直方向和水平方向都沒有改變，無人機(jī)仍將保持慣性狀態(tài)。地球內(nèi)所有事物都受地球引力影響，包括空氣，除非你脫離引力。運(yùn)動(dòng)是絕對(duì)的的，靜止是相對(duì)的，天上懸停的無人機(jī)看似不動(dòng)，其實(shí)跟著地球在勻速運(yùn)動(dòng)，要想懸停的的無人機(jī)到地球的另一端就得換個(gè)參照物，但是這時(shí)候參照物又換成地球的話，它就變成運(yùn)動(dòng)著的無人機(jī)。突然想說，難道客機(jī)航班升空，停在那里24小時(shí)，是不是到地球另一端，連航空油都省了，按這個(gè)邏輯，飛機(jī)只要能升空就行，根本不需要向前的推進(jìn)力，衛(wèi)星離地面幾百公里高空，都能繞地球同步轉(zhuǎn)，說明地球重力慣性有多強(qiáng)。這只是廣義相對(duì)論的解釋，還有狹義相對(duì)論，甚至量子物理的解釋，沒有所謂的引力，之所以感受到引力的存在是因?yàn)橛捎谖镔|(zhì)的存在扭曲了周邊的空間，導(dǎo)致人眼睛里看到的圍繞物質(zhì)運(yùn)動(dòng)都是錯(cuò)覺而已。如果無人機(jī)在空中懸停，并且能夠克服慣性的影響，理論上是可以到達(dá)地球另外一端的，但現(xiàn)實(shí)中沒有人會(huì)做這種費(fèi)力不討好的事。企業(yè)簡介吉林龍航無人機(jī)科技服務(wù)有限公司，成立于2016年2月，公司是一家以無人機(jī)研發(fā)生產(chǎn)、民用無人機(jī)駕駛員培訓(xùn)、無人機(jī)行業(yè)應(yīng)用服務(wù)、青少年航空科普教育為主營業(yè)務(wù)的《國家級(jí)高新技術(shù)企業(yè)》，現(xiàn)在長春和沈陽擁有超過100萬平米專用無人機(jī)飛行空域、2000平米無人機(jī)實(shí)訓(xùn)教室、獨(dú)立的無人機(jī)運(yùn)營中心和無人機(jī)技術(shù)服務(wù)中心，超過100架的各類型無人機(jī)，可滿足各行業(yè)的無人機(jī)培訓(xùn)及應(yīng)用需求。公司始終秉持“專注務(wù)實(shí)、拼搏進(jìn)取、誠信共贏”的經(jīng)營理念，一直致力于為各行業(yè)培養(yǎng)優(yōu)秀的無人機(jī)技術(shù)人才及提供優(yōu)質(zhì)的無人機(jī)解決方案，現(xiàn)累計(jì)培訓(xùn)人數(shù)超過2000人，服務(wù)行業(yè)涉及公安、應(yīng)急、消防、交通、電力、水利、氣象、環(huán)保等領(lǐng)域，現(xiàn)合作單位包括：吉林省公安廳、吉林省消防救援總隊(duì)、吉林省交通廳、吉林省水利科學(xué)研究院、國網(wǎng)吉林省電力有限公司等100余家，合作院校包括：吉林科技職業(yè)技術(shù)學(xué)院、吉林省東北亞教育集團(tuán)有限責(zé)任公司、吉林水利電力職業(yè)學(xué)院、吉林省勞動(dòng)技術(shù)學(xué)校、遼源職業(yè)技術(shù)學(xué)院等20余所。 未來我們將繼續(xù)努力，不斷研發(fā)滿足各行業(yè)需求的無人機(jī)產(chǎn)品、創(chuàng)新無人機(jī)服務(wù)、培養(yǎng)更多的無人機(jī)專業(yè)技術(shù)人才，堅(jiān)持新發(fā)展理念，為加快推進(jìn)新時(shí)代吉林全面振興、全方位振興貢獻(xiàn)我們的專業(yè)力量。編輯：周佳慧審核：周 爽掃碼關(guān)注我們