人在地球上受到重力指向地心的力,那麼人如果在空中漂浮足夠久的時間能不能繞地球一圈

時間 2021-06-07 14:31:19

1樓:大鈾子

當你的動能重力勢能大於地表第一宇宙速度動能時,你可能可以繞地球一圈。

當你的動能加重力勢能小於地表第一宇宙速度動能時,由幾何知識可得,你不能繞地球一圈。

2樓:明心大法師

這個問題我也有思考過

首先,現實中類似的例子就是衛星。但它們是需要超過第一宇宙速度,依靠本身做圓周運動產生的離心力來平衡掉重力。(相當於登高山扔石頭,足夠高扔的速度足夠快石頭就不會掉下來)

不過這樣雖然漂浮了,不夠相當於一根繩子牽著的石塊,會跟著地球同步旋轉,同步衛星和地球轉速相同是特意控制的,大部分人造衛星因為軌道比較低(比如500千公尺),繞地一周大約90分鐘。

不過題主所說的漂浮,和我以前設想的漂浮應該是沒有初速度的固定在某衛星軌道上,這樣就可以因為地球本身自轉而快速移動。

我以前很迷這種設想,甚至覺得可以依靠這個製造飛行器,速度超過了音速,除了上下不消耗燃料。

但這是不成立的。乙個物體無初速的漂浮在繞地軌道中,它會因為沒有離心力來平衡重力而落下來變成隕石,而達到不落下來的最小速度即第一宇宙速度7.9km/h有不算漂浮。

那怎麼漂浮呢?首先,得有一種東西把它運動軌道上。

不能是火箭。火箭就是衛星那種依靠速度的了。

也不能是太空電梯(可以理解成連線太空站和地面的電梯或者通天之塔)。因為你出塔的那一刻,帶著塔頂的移速,還是會跟著地球轉。你會飄在空中,如果靜乎靜止離塔就會和塔保持不變的距離,以一樣的速度繞地旋轉。

至於是什麼我還沒想出來。

假設成功通過某種東西以0速度送到某軌道了,並且保持靜止了(實際等於逆著軌道一直飛)。接下來還有問題。

沒有速度,你想繼續漂浮,得有向上的力抵消重力,不能是離心力。

你得是向上的和重力一樣大的力。不能大也不能小。大了會網上飛變成衛星,小了會掉下去。

這個力還得時時刻刻變化。那麼如何實現呢。我設想了一種可能

你揹著乙個燃料包,時刻向下噴射產生垂直於你和地心連線的向上推力,由微型計算機控制這個燃燒速度,是推力時刻減少但一直和你加裝備的重力保持平衡。那麼理想狀態你能乙隻漂浮知道燃料產生的推力低於(你+燃料包+計算機+剩餘燃料)g的平衡點為止。接下來你想繼續漂浮就得燃燒自己了明顯不可能。

這種如果安全措施足夠,計算機精度足夠,再加上前置條件達成(通過某種方法無初速地把你送到某個安全軌道),你應該可以保持靜止漂浮幾分鐘。

那麼如何長久漂浮呢?不能是揹著燃料包。得是某種超距作用的力。磁力不行,因為地磁線的原因。至於其他超距作用的力,恕我能力有限想不出來。

即使假設某種力能達成這個效果,產生這種力的裝置是繞地的還是靜止的?繞地的如何一直產生大小和方向一直變化的力並作用在你身上(極端情況,隔著半個地球對你產生這樣的作用)?靜止的就變成無限的雞生蛋蛋生雞了。

即使想得簡單點,超人從地面豎直飛到天上,保持乙個抵消重力的力就能靜止嗎?不能,我們看到他是豎直飛得可實際上他是以地球轉切向速度和豎直速度的合速度飛的,所以還是顆同步衛星。你想保持靜止一天就得繞地球飛一圈。

這樣即使是超人也會很累吧

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