為什麼地球自轉時,無人機懸停的時候還在原處?

時間 2021-07-13 05:18:27

1樓:李鑫瑤

這問題就像是民航客機飛行時會不會出現順著自轉方向飛比較快,逆著自轉方向飛比較慢一樣。

地球自轉是帶著整個大氣層一起旋轉加速的,就像你人在高速執行的高鐵裡跳起來一下,落腳點還是起跳位置一樣,是因為整個空氣都被加速了。不知道這個解釋能明白吧。

2樓:就當天下一場夢

前面的答主已經給出了,地球自轉給予無人機慣性,保持與地球同步的速度,且與地球同步執行的大氣也在推動無人機前進。

這種說法是不準確的。這裡我想補充一下。

我們假設把地球大氣都去掉,而且無人機不需要依靠大氣也能飛起來,我們設想無人機從地面起飛徑直公升到高空,也就是說無人機只受到乙個垂直向上的合外力,那麼由牛頓第一定律可知,無人機水平方向速度是不變的。由於無人機的運動半徑更大,而線速度與地球相同,所以無人機圍繞地球球心轉一圈的時間會比地面圍繞地球球心轉一圈的時間長。所以在地面的人看來,無人機是向地球自轉方向的反方向運動的。

但以無人機最多幾百公尺的高度看來,這種反向運動的相對速度極小,加之真實的地球有大氣,理想情況下的大氣層同一地點不同高度的角速度都是一樣的,無人機上公升時會被大氣帶著加速。所以看起來是水平靜止的。

以上是正常解釋。

可實際上呢,題主難道沒有發現,無人機其實在有風的時候也能懸停!!!?為什麼?

因為有外部導航系統啊!

3樓:穀雨

牛頓第一運動定律:任何物體都要保持勻速直線運動或靜止狀態,直到外力迫使它改變運動狀態為止。

這個問題與「為什麼你在運動的火車車廂內跳起來還能落回原處」的區別是,把火車車廂換成了地球,只是在尺度上從中觀變為巨集觀,本質上沒有區別。

只是你不禁會問,牛頓第一定律中說的是「勻速直線運動」或「靜止」狀態,而無人機是在做相對的勻速圓周運動呀。

其實,牛頓第一定律還不夠精準。用愛因斯坦相對論,你會發現,無人機其實是在地球的「測地線」上方運動,而測地線是在地球引力導致時空彎曲情況下,物質運動最自由的狀態,等價於勻速直線運動。

更簡單地去理解,無人機、大氣和地球是乙個整體,不存在整體的一部分運動而另一部分相對靜止的情況。

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