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地球不停自转,无人机悬停24小时,是否能到达地球另一端?

浏览: 日期:2021-09-02 11:02:07

记得,上小学的时候,有一门课程叫《自然》,通过学习这门课程,掌握了不少大自然界的知识,了解了一些看似神奇现象背后的原理。

今天咱们就聊聊生活当中一个有趣的自然现象。我们都知道,地球在不停地自转,如果让一架无人机在空中悬停24小时,那么会不会到达地球另外一端?

这是个脑洞题,因为题目中无人机的高度是不确定的,环境因素也不能确定,因此网上出现了不同的观点。

先看可以到达另一端的理由。无人机通过悬停是可以到达地球另一面,不过要看无人机的飞行高度,如果飞到五万米高空悬停,就能到达地球另一面。

举个例子。假设某人在车厢内原地跳起,由于惯性的存在,空气和人体是同步的,你再怎么起跳最终都会落到原地。

换个角度,如果某人在车顶起跳,车子继续往前跑,但某人被静止空气阻挡了,形成了阻力,导致掉下来的位置已经远离车顶了。

某人之所以感觉到风,其实不是风吹人,而是车子带着人奔跑,人在主动撞风,在风中冲刺。

原理类似于没有风的时候,开摩托到100时速,风就很大了,不是风在运动,而是因为人在撞风。

坐高铁的时候你跳起来还会落在原地,因为车厢内的一切受到车厢外引力作用你做的一切都包含在内逃脱不了,打开车厢门跳出去的一瞬间是受到车内引力影响,所以并不会安全着陆,除非你的速度大于车内引力限制,与之对衡。

放大了说,你的速度制衡超过地球自转才会出现悬停滞空,或者逃离它,出了地球引力外,外太空还有地球外部引力是大于地球内部引力的。

除去这些还有太阳系的自转引力,只要你能逃离滞空引力,你就会站在上帝视角观摩。

不过,从现实角度考虑,无人机还是很难靠空中悬停到达地球另一端。

小学课本举了一个非常通俗的例子,一个人在地球上向上跳,为什么下落后最终还是回到原来的位置?

对此解释是,因为地球有吸引力,人相对地球是同步的,跳起的那一刻人感觉不到地球转动,而实际上在起跳的时候就已经跟地球同步转动了。

与上面道理类似,无人机看似悬停在空中不动,但其实这个时候已经在跟地球一起转动了,后续无人机移动也是建立在以地球为参照物的基础上的。

这可不只是惯性影响,整个大气都在地球引力范围内,换句话说,只要不足够脱离地球的引力范围,无人机悬停与在地面上本质上没啥区别。

这里可以把空气想象成一种实实在在的组织,它和泥土地面本质上是一样的。

这里容易有个误区,就是认为悬在半空就不受重力影响了,而这是错的。大家可以试想一下这个实验,把重力比做一根木棍,地球看成一个球,把木棍插在球上标记一个点,木棍上绑个物体,球转动时,绑在木棍的物体因为插在球上会跟着一起转,那物体不就会一直在标记处没动过了吗?

而身处半空不就是把木棍加长了一节,还是会跟着球一起转,没有从标记处动过。这就是无人机半空悬停24小时不会绕地球半圈的原理。

下面从力学角度来分析。

无人机在地球表面时与地球一样旋转,当无人机向上悬停时,垂直方向上无人机旋叶的托升力与地球重力抵消呈静止状态,而无人机的水平方向,不管是静止在地面还是悬停,外力都没有发生改变,即是之前随地球旋转的力和速度都是一样的,所以无人机的垂直方向和水平方向都没有改变,无人机仍将保持惯性状态。
地球内所有事物都受地球引力影响,包括空气,除非你脱离引力。

运动是绝对的的,静止是相对的,天上悬停的无人机看似不动,其实跟着地球在匀速运动,要想悬停的的无人机到地球的另一端就得换个参照物,但是这时候参照物又换成地球的话,它就变成运动着的无人机。

突然想说,难道客机航班升空,停在那里24小时,是不是到地球另一端,连航空油都省了,按这个逻辑,飞机只要能升空就行,根本不需要向前的推进力,卫星离地面几百公里高空,都能绕地球同步转,说明地球重力惯性有多强。

这只是广义相对论的解释,还有狭义相对论,甚至量子物理的解释,没有所谓的引力,之所以感受到引力的存在是因为由于物质的存在扭曲了周边的空间,导致人眼睛里看到的围绕物质运动都是错觉而已。

如果无人机在空中悬停,并且能够克服惯性的影响,理论上是可以到达地球另外一端的,但现实中没有人会做这种费力不讨好的事。

企业简介

吉林龙航无人机科技服务有限公司,成立于2016年2月,公司是一家以无人机研发生产、民用无人机驾驶员培训、无人机行业应用服务、青少年航空科普教育为主营业务的《国家级高新技术企业》,现在长春和沈阳拥有超过100万平米专用无人机飞行空域、2000平米无人机实训教室、独立的无人机运营中心和无人机技术服务中心,超过100架的各类型无人机,可满足各行业的无人机培训及应用需求。

公司始终秉持“专注务实、拼搏进取、诚信共赢”的经营理念,一直致力于为各行业培养优秀的无人机技术人才及提供优质的无人机解决方案,现累计培训人数超过2000人,服务行业涉及公安、应急、消防、交通、电力、水利、气象、环保等领域,现合作单位包括:吉林省公安厅、吉林省消防救援总队、吉林省交通厅、吉林省水利科学研究院、国网吉林省电力有限公司等100余家,合作院校包括:吉林科技职业技术学院、吉林省东北亚教育集团有限责任公司、吉林水利电力职业学院、吉林省劳动技术学校、辽源职业技术学院等20余所。
 未来我们将继续努力,不断研发满足各行业需求的无人机产品、创新无人机服务、培养更多的无人机专业技术人才,坚持新发展理念,为加快推进新时代吉林全面振兴、全方位振兴贡献我们的专业力量。

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编辑:周佳慧

审核:周   爽

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