Влияет ли вращение Земли на время в пути из Европы в Австралию?

21

Предполагая, что место в Европе находится точно на противоположной стороне земли, чем Сидней. Теперь я хочу сесть на самолет, чтобы поехать туда. Имеет ли значение, если план летит с вращением Земли или противодействует вращению Земли? т.е. имеет ли значение, летит ли самолет на запад или на восток?

Интуитивно я бы сказал, что это имеет значение, потому что, если я лету против вращения Земли, в этом случае Сидни приближается. С другой стороны, возможно, самолет все еще находится в атмосфере и, следовательно, является частью вращения Земли.

RoflcoptrException
источник
14
Я читаю «Вращение Земли влияет на ВРЕМЯ ПУТЕШЕСТВИЯ»: P
Gurzo
2
Может быть, я задам этот вопрос через 30 лет (надеюсь).
RoflcoptrException
2
Интересно, что хотя вращение Земли оказывается незначительным для традиционных самолетов, оно оказывает гораздо большее влияние на вещи, движущиеся по вертикали (например, ракеты). Вот почему НАСА и Европейское космическое агентство имеют стартовые площадки вблизи экватора. Они могут легче попасть на орбитальный путь, поскольку Земля «толкает» их в этом направлении.
Крис Харпер
1
Не так сильно, как ветер.
hippietrail
4
Франция является частью ЕС и имеет немало заморских регионов : острова Мартиника и Гваделупа в Карибском море, Французская Гвиана (откуда запускается Ariane V), Реюньон и Майотта в Индийском океане вблизи Африки). Кажется, что Французская Полинезия, Сен-Пьер и Микелон (недалеко от Канады) также голосуют за выборы в Европарламенте (и, возможно, все еще в Новой Каледонии, в течение нескольких лет).
FelipeAls

Ответы:

28

Это на самом деле зависит от нескольких факторов. Я задавался вопросом об этом однажды много лет назад, и спросил немного. Тогда не было Travel.SE;)

Земля вращается с довольно высокой скоростью - и поэтому любая точка на земле действительно «движется» (все относительно). Поскольку точки на экваторе перемещаются дальше, они движутся даже быстрее, чем на полюсах.

Теперь, конечно, воздух тянется вокруг земли, к счастью, иначе бедные парни на экваторе будут иметь скорости ветра в противоположном направлении, близком к скорости звука;)

Однако, когда вы находитесь в самолете, учтите, что перелет через Атлантику в западном направлении («против» вращения) может занять почти час больше, чем «с» вращением.

Когда вы летите с вращением и по отношению к ветру, вы не летите «в» силу, которая движется в другую сторону, как вы, когда летите против вращения. Земля тоже тянет вас за собой - или, скорее, тащит за собой атмосферу, и вы в ней.

Тем не менее, вы обнаружите, что на самом деле он гораздо больше зависит от наличия струй - где воздух там движется быстрее, чем на уровне земли, и может увеличить скорость самолета, если он движется в том же направлении. Конечно, в другом направлении вам следует избегать струи, так как это замедлит вас.

Чтобы выразить это словами, более красноречивыми, чем мои, я заимствую цитату из Aerospaceweb.org , которая, во-первых, вы должны считать себя работающей ....

Прекратить бег. Если бы вы прыгали прямо в воздух, вращалась ли бы Земля под вами? (Те, кто действительно верит, что Земля вращается вокруг них, могут захотеть прекратить читать прямо сейчас.) Нет, потому что, когда вы покинули поверхность Земли, вы путешествовали с той же скоростью, что и поверхность, поэтому, по сути, Земля соответствовала вашему скорость в космосе, пока вы были в воздухе! То же самое относится и к самолету, который летит из Лос-Анджелеса в Бомбей. Если бы мы игнорировали ветры, независимо от того, в каком направлении вы летели из Лос-Анджелеса, скорость самолета относительно Земли была бы одинаковой. В то время как скорость самолета в космосе будет изменяться, эффект вращения Земли остается постоянным, и фактически «отменяется» независимо от того, в каком направлении вы движетесь. Другими словами, скорость вращения Земли уже сообщается самолету, и Земля соответствует этой скорости в течение всего полета. (Конечно, в случае космического корабля эти скорости становятся очень важными.)

Итак, конечный результат этого длительного обсуждения заключается в том, что вращение Земли не влияет на время полета самолета. Фактически, это - встречный ветер и попутный ветер, которые вызывают изменение во времени путешествия. Иногда трудно поверить, что ветры могут иметь такой сильный эффект, поэтому давайте рассмотрим проблему немного подробнее. В приведенном примере полет из Бомбея в Калифорнию (восток) на 23% короче, чем из Калифорнии в Бомбей (запад). Это означает, что скорость путешествия на восток должна быть на 23% выше. Преобладающие ветры почти везде, где мы говорим о ударе с запада на восток, поэтому, когда мы путешествуем на восток, мы получаем увеличение скорости, а когда мы путешествуем на запад, мы получаем штраф за скорость. Теперь, если мы предположим, что ветры одинаковы в оба дня, когда мы летаем, тогда скорость ветра должна быть равна 11,5% скорости самолета! Это приведет к разнице между скоростью на запад и скоростью на восток в 23%! Круизная скорость расширенного диапазона Boeing 777 составляет около 550 миль в час (885 км / ч) при 35 000 футов (10 675 м). Это означает, что ветрам нужна скорость только около 65 миль в час (105 км / ч) (хорошая погода для воздушных змеев). Верьте или нет, 65 миль в час - очень типичная скорость ветра на такой большой высоте. Скорости более 100 миль в час (160 км / ч) не редкость. Если бы мы хотели сделать вещи более сложными, мы могли бы рассмотреть область высокоскоростного потока, называемого струйным потоком, который течет на восток, и если летательный аппарат может воспользоваться этими ветрами, то время в пути может быть дополнительно уменьшено. Это приведет к разнице между скоростью на запад и скоростью на восток в 23%! Круизная скорость расширенного диапазона Boeing 777 составляет около 550 миль в час (885 км / ч) при 35 000 футов (10 675 м). Это означает, что ветрам нужна скорость только около 65 миль в час (105 км / ч) (хорошая погода для воздушных змеев). Верьте или нет, 65 миль в час - очень типичная скорость ветра на такой большой высоте. Скорости более 100 миль в час (160 км / ч) не редкость. Если бы мы хотели сделать вещи более сложными, мы могли бы рассмотреть область высокоскоростного потока, называемого струйным потоком, который течет на восток, и если летательный аппарат может воспользоваться этими ветрами, то время в пути может быть дополнительно уменьшено. Это приведет к разнице между скоростью на запад и скоростью на восток в 23%! Круизная скорость расширенного диапазона Boeing 777 составляет около 550 миль в час (885 км / ч) при 35 000 футов (10 675 м). Это означает, что ветрам нужна скорость только около 65 миль в час (105 км / ч) (хорошая погода для воздушных змеев). Верьте или нет, 65 миль в час - очень типичная скорость ветра на такой большой высоте. Скорости более 100 миль в час (160 км / ч) не редкость. Если бы мы хотели сделать вещи более сложными, мы могли бы рассмотреть область высокоскоростного потока, называемого струйным потоком, который течет на восток, и если летательный аппарат может воспользоваться этими ветрами, то время в пути может быть дополнительно уменьшено. Это означает, что ветрам нужна скорость только около 65 миль в час (105 км / ч) (хорошая погода для воздушных змеев). Верьте или нет, 65 миль в час - очень типичная скорость ветра на такой большой высоте. Скорости более 100 миль в час (160 км / ч) не редкость. Если бы мы хотели сделать вещи более сложными, мы могли бы рассмотреть область высокоскоростного потока, называемого струйным потоком, который течет на восток, и если летательный аппарат может воспользоваться этими ветрами, то время в пути может быть дополнительно уменьшено. Это означает, что ветрам нужна скорость только около 65 миль в час (105 км / ч) (хорошая погода для воздушных змеев). Верьте или нет, 65 миль в час - очень типичная скорость ветра на такой большой высоте. Скорости более 100 миль в час (160 км / ч) не редкость. Если бы мы хотели сделать вещи более сложными, мы могли бы рассмотреть область высокоскоростного потока, называемого струйным потоком, который течет на восток, и если летательный аппарат может воспользоваться этими ветрами, то время в пути может быть дополнительно уменьшено.

Также обратите внимание на это живое удивительное отображение господствующих ветров в США , которые влияют на все это.

Так в чем же суть? Направление, в котором вы путешествуете относительно вращения Земли, не влияет на время полета самолета, и, что более важно, простого ветра со скоростью 65 миль в час более чем достаточно, чтобы вызвать разницу во времени в пути на пять часов, когда вы путешествуете. длинные дистанции!

Марк Майо поддерживает Монику
источник
1
+1 Я вспомнил о теории физики еще в старшей школе. Муха, летящая в автомобиле, не зависит от скорости автомобиля. Причина проста: муха движется относительно машины. Поэтому я считаю, что ваш ответ правильный.
Руди Гунаван
1
«Другими словами, скорость вращения Земли уже сообщается самолету, и Земля соответствует этой скорости в течение всего полета». Это неправда. Например, предположим, что вы начинаете с северного полюса и летите на юг к экватору. Тогда, при отсутствии ветра, Земля вращалась бы под вами.
нибот
@nibot Разве это не частный случай, когда скорость вращения Земли на полюсах равна нулю?
ghoppe
1
Но затем вы летите туда, где скорость поверхности не равна нулю.
nibot
Карта ветров - это карта приземных ветров, не относящаяся к крейсерской авиации. Кроме того, цитата неверна: если A на 23% меньше, чем B, то B примерно на 30% больше, чем A, а не на 23% больше.
фото
19

Чтобы сделать это немного сложнее и добавить к ответу Марка Мейо, струйные потоки вызваны тем фактом, что Земля вращается с помощью эффекта Кориолиса, так что на самом деле можно утверждать, что да, вращение Земли действительно влияет на перемещение время, но, возможно, не так, как вы ожидаете.

bencoder
источник
1
Ну, технически это не просто эффект Кориолиса. Это часть этого, но глобальные тепловые характеристики на самом деле являются основной причиной формирования струйных течений. Вот почему преобладающие ветры в тропиках фактически противоположны преобладающим ветрам в субтропических широтах. Основной причиной преобладающих ветров является вовсе не вращение Земли, а скорее тот факт, что воздух быстрее нагревается вблизи экватора из-за более высокого угла падения солнца.
Рейраб
6

Это имеет значение. Один из способов, которым скорость самолета добавляется к вращению Земли, а один способ вычитается из вращения Земли. Специальная теория относительности говорит, что t '= t * sqrt (1-v ^ 2 / c ^ 2). Вращаясь с вращением, вы получаете более высокое v и, следовательно, время течет медленнее.

Вам понадобятся атомные часы, чтобы измерить разницу. Для практических целей Марк Мэйо ответ прав.

Лорен Печтель
источник
Я считаю, что эксперимент был сделан. Довольно известный в то время. (Хотя я не достаточно
взрослый
@ TomHawtin-tackline: Нет. Эксперимент, о котором я знаю, заключался в установке атомных часов на самолете и их полете по всему миру. (И это повторилось для телевидения в этом столетии.) В данном случае я говорю о полете двух атомных часов по всему миру и их сравнении. Первая измеряет разницу во времени между полетом и стационарным полетом (а также эффект нахождения на высотах реактивного лайнера), вторая измеряет разницу во времени между движением со спином и против него.
Лорен Печтель
1
Если это действительно имеет какое-либо значение, оно будет намного меньше, чем чисто специальный релятивистский прогноз из -за эффектов перетаскивания кадров .
Дэвид Z
Ответ Лорен - это верный ответ. Разница настолько мала (на самом деле атомного размера), что вы никогда не заметите. Для другого примера, когда кто-то прыгает прямо вверх, он / она технически заставил бы землю двигаться под ними, но в атомном (или меньшем) масштабе. Экспериментировать это просто: поместите робота, который прыгает на беговой дорожке длиной в милю. Скажем, трек (и, следовательно, робот) движется со скоростью 50 км / ч, когда робот прыгает, он будет примерно в нескольких миллиметрах назад от того места, где он изначально прыгнул. Теперь возьмите это и масштабируйте до планетарного масштаба! Это должно поставить вещи в перспективу для