直升机在天空中悬停12小时后，可以到地球另一边吗？
地球在自转，它绕自转轴旋转一圈的时间为24小时。由于地表是固态的，地球的整体自转角速度保持一致，所以越靠近赤道的地方，自转线速度越快。赤道上的转动速度可达465米/秒，每天转动大约4万公里，这就是所谓的“坐地日行八万里”。
虽然我们无法直接感受到地球的自转，但通过一些现象，我们可以知道地球在转动。太阳的东升西落正是由于地球的自西向东自转引起的，我们把地表视作静止参照系，太阳就会看起来在天空中运动。同样地，夜空中星辰的升起和落下也是地球自转所致。
地球自转还会造成地转偏向力，这是科里奥利力沿着地表产生的分力。由于地转偏向力的存在，大气流动会受到偏转，使得一些地方会出现季风，这让古代人类的航海成为了可能。另外，热带气旋的移动也受到这个力的影响。不过，漩涡受到地转偏向力的影响可以忽略不计，排水口的初始扰动和几何结构才是真正起因。
既然地球在快速自转，那么，如果让一架直升机在空中悬停12小时，它会到地球的另一边吗？
事实上，直升机悬停在空中，下方的地表并不会转动过去。原因很简单，直升机也会被地球带着一起旋转，这是由惯性效应所引起的。
地球一直在自转，使得地球上的物体，就连空气，都会被带着高速运动。但地球非常大，而且在太空中运行十分稳定，所以很难觉察到我们一直在高速运动。我们通常会把地表视作静止参照系，导致物体看起来都是静止的。
在地表上的直升机本身随着地球转动，当它悬停在空中时，只产生了竖直方向上的力来抵抗重力，并没有消除掉水平方向上的惯性。牛顿第一运动定律表明，在没有水平力作用下，直升机就会保持最初的运动状态，跟着地球一同自转。12小时之后，直升机还是相对于地表不动。
想要抵消掉惯性，就需要让直升机在水平方向加速到地球自转的速度，并且方向与自转方向相反。如果是在赤道上，直升机的水平速度要达到465米/秒才行。在这种情况下，12小时后，直升机会飞到地球的另一边。
不过，现实中直升飞机的飞行速度并没有那么快，达不到超音速的水平。一般而言，直升机的速度都没有超过100米/秒，要在赤道上抵消惯性是不可能的，只有到自转线速度较慢的高纬度地区才行。
通过计算可知，在纬度为77.5°的地方，地球的自转线速度为100米/秒。也就是说，只有在高于77.5°的高纬度地区，直升机才有可能真正“悬停”在空中，让地球在其下方快速转动过去。
另外，我们也可以通过一个小实验证明，悬停12小时的直升机不会飞到地球另一侧。如果我们在赤道上，竖直向上跳起来，并在空中停留0.5秒的时间。如果下方的地表会转动过去，当我们落回地面的时候，距离起跳点将会达到232.5米，显然这是不可能的。
最后，再来考虑一下这种情况。假设在一列密闭的火车车厢内有一架无人机，在火车相对于地面静止时，无人机悬停在车厢内。当火车开动时，悬停在空中的无人机会被甩到车厢的尾部吗？
云熙飞行
2024-11-11 广告
