发射火箭时,为何一定要沿着地球自转的方向发射?
掷铁饼运动员,在掷铁饼时先是转上几圈,再将铁饼投掷出去;而跳远运动员则在起跳前,先要助跑一段距离。这都是利用惯性,使人在铁饼出手时、起跳前,就有了一定的初速度,可以投得更远、跳得更远。
火箭发射之所以要顺着地球自转的方向,道理跟投掷铁饼和跳远一样,因为地球上的物体都与地球的自转一起转动。依据惯性的原理,如果顺着地球自转方向发射火箭,火箭在离开地球时就已经有了一个初速度,这个初速度的大小和地球自转的速度相等。
地球由西向东自转, 自转的线速度并不是全球各点」都相同,越近赤道,线速度越快;越近,南北极,线速度越慢。线速度在南北极的中心点上,几乎等于零。可是在赤道上,线速度可达465米/秒。要使火箭绕着地球飞行不落到地球上来,那就需要使火箭达到7.9千米/秒的第一宇宙速度;要使它飞向月球,就需要达到11.2千米/秒的第二宇宙速度。要达到这样的速度,当然首先要依靠火箭本身的推力,可是如果火箭在赤道上发射,因为有465米/秒的初速度可借,火箭的推力略为小一点点,问题也还不大。
不过无论从经济上、科学上来考虑,沿着地球自转方向发射火箭,借用地球自转的速度总是有利而无弊。当然,如果发射火箭的推力大到足够的程度时,就不一定要借用地球自转的速度了。
发射人造卫星之所以要顺着地球自转的方向,道理正跟跳远、跳高和顺水行舟一样,就是要借一股外力,这股外力不是别的,是地球自转的速度。地球由西向东自转,这是大家知道的, 可是究竟转得多快,又有多少力可以借呢?地球自转的线速度并不是全球各点都是一样的,越近南北极、线速度越慢;越近赤道,线速度越快,这就跟唱片在留声机上转动一样,同样转一周,外圈跑的路长,里圈跑的路短。在南北极的中心点上,速度儿乎等于0,可是在赤道上,线速度竟快到每秒465米、所以只要不是在两极的中心点上,在地球的各处,都有不同程度的地球自转的外力可借。发射人造卫星和宇宙飞船,当然首先要依靠火箭本身的推力,可是如果火箭在赤道上发射,那么因为有每秒465米速度的外力可借,火箭的推力略为小一点点,问题也还不大。纬度越高,能借的外力越小