Что быстрее самолет или земля
Разбираемся, почему вращение Земли не влияет на дальность полета самолета
И почему с запада на восток самолет летит быстрее?
То, что наша планета вращается вокруг наклонной оси с запада на восток, известно каждому школьнику. Но кто может сходу ответить, почему вращение Земли не влияет на расстояние между точками на ее поверхности? Не должно ли вращение нашей планеты «помогать» самолетам, летящим в западном направлении? Разбираемся ниже.
На самом деле ответ прост: самолет вращается вместе с Землей. Воздушные судна летают над поверхностью нашей планеты, поэтому единственное, что имеет значение, – это расстояние.
А расстояние – это физическое измерение, которое не меняется, независимо от того, в каком направлении вращается Земля. Кроме того, вместе с планетой вращается и атмосфера, в которой летит самолет. В широком смысле Землю и атмосферу можно рассматривать как единую целостную систему.
И любое тело, будь то воздушное судно, корабль, машина, человек, гепард или муравей, которое находится на Земле или над ней, будет двигаться с той же скоростью, что и поверхность нашей планеты. На экваторе эта скорость составляет около 1670 км/ч.
Так что если у вас есть дом в Сингапуре или Найроби (оба города расположены очень близко к экватору) и вы смотрите телевизор в своей гостиной, вы тоже движетесь со скоростью 1670 км/ч. Причем постоянно! А вы думали, что лежите и отдыхаете на диване?
Если разбираться в вопросе глубже, из-за вращения Земли атмосфера и все, что в ней находится, подвержены определенным физическим силам. Одна из них известна как сила Кориолиса, которая получила свое название из-за имени французского ученого Гаспара-Гюстава де Кориолиса, впервые описавшего ее в статье 1835 года.
Это эффект, при котором масса, движущаяся во вращающейся системе, испытывает силу (силу Кориолиса), действующую перпендикулярно направлению движения и оси вращения планеты. Обычно на Земле эффект заставляет перемещающиеся вдоль поверхности объекты отклоняться вправо (по отношению к направлению движения) в северном полушарии и влево – в южном.
wikipedia.org
Кроме того, эффект Кориолиса играет важную роль в формировании циклонических погодных систем. За счет него в различных частях земного шара формируются совершенно разные схемы воздушных потоков – в отличие от ветровых течений или потоков, связанных с местными погодными условиями. Эти движения ветра могут существенно влиять на скорость полета самолетов.
Это означает, что в зависимости от направления полета существует вероятность увеличения времени перелета между двумя городами, расстояние между которыми остается прежним. В результате путь из Лондона в Нью-Йорк занимает почти на час больше, чем путь из Нью-Йорка в Лондон.
В итоге можно сказать, что вращение Земли все же влияет на то, насколько «далеки» друг от друга объекты, но лишь косвенно. Движение планеты вокруг своей оси не оказывает воздействия на расстояние, которое преодолевает самолет, зато влияет на время полета воздушного судна между двумя точками на поверхности Земли.
Как у самолётов получается летать с запада на восток несмотря на вращение Земли?
Сегодня мы вновь отвечаем на вопросы подписчиков, и на очереди у нас следующий вопрос:
Здравствуйте. Если допустить, что официальная наука права, то Земля вращается вокруг своей оси со скоростью около 1600 км/ч. При этом самолёты летают со скоростью в среднем 800 км/ч. Как же тогда у самолётов получается летать с запада на восток, т.е. по направлению вращения? Согласитесь, что любой здравомыслящий человек должен прийти к выводу, что у ортодоксальной науки что-то концы с концами не сходятся.
К данному аргументу очень часто прибегают, те, кто поддерживает теорию плоской Земли. С их точки зрения, раз Земля движется быстрее самолёта, то она должна улетать из-под него, в результате чего самолёт вместо движения вперёд, должен был бы отставать от Земли и как бы двигаться назад. Однако, любой, кто поднимался в небо своими глазами видел, что ничего подобного не происходит. На основании этого плоскоземельщики делают вывод: наша планета на самом деле не вращается.
Прежде чем приступить к разгрому этой логики, следует освежить в памяти первый закон Ньютона:
Тело остаётся в состоянии покоя или равномерного и прямолинейного движения, если на него не действуют никакие неуравновешенные силы.
Давайте рассмотрим следующую ситуацию: самолёт стоит на взлётной полосе где-то на экваторе. Земля под ним вращается со скоростью 1600 км/ч, но при этом самолёт остаётся неподвижным относительно поверхности планеты, следовательно, он вращается вокруг оси Земли с той же скоростью.
С точки зрения неподвижного наблюдателя, находящегося в центре Земли, скорость самолёта будет равна 800 км/ч (1600км/ч + (-800)км/ч) и направлена она будет на восток, а вот поверхность Земли для него будет двигаться на восток со скоростью 1600 км/ч.
Если же взять наблюдателя, находящегося на поверхности Земли, то он не будет видеть эти 1600 км/ч, поскольку он сам вместе с Землёй движется с такой скоростью. Для него, самолёт будет двигаться со скоростью 800 км/ч на запад.
А теперь давайте рассмотрим ситуацию, когда самолёт точно так же взлетает, но летит уже на восток со скоростью 800 км/ч. Первый закон Ньютона всё так же продолжает свою работу и начальная скорость всё так же никуда не исчезает.
С точки зрения нашего неподвижного наблюдателя самолёт будет лететь на восток со скоростью 2400 км/ч (1600км/ч + 800км/ч), а вот наблюдатель, находящийся на поверхности Земли и вращающийся вместе с ней, скорость самолёта будет составлять всё те же 800 км/ч только в восточном направлении.
В результате мы можем сделать вывод: вращение Земли не оказывает существенного влияния на способность самолёта летать в том или ином направлении, поскольку при взлёте самолёт не теряет ту скорость, с которой вращался, когда стоял на Земле.
Абсолютно аналогично, если человек подпрыгнет, то приземлится в ту же самую точку, земля не улетит из-под него, пока он будет в воздухе. А значить Исаак Ньютон был прав и формулируя свой первый закон.
Автор: Фёдор Карасенко.
Ставьте палец вверх, чтобы видеть в своей ленте больше статей о космосе и науке!
Подписывайтесь на мой канал здесь, а также на мои каналы в телеграме и на youtube . Там вы можете почитать большое количество интересных материалов, а также задать свой вопрос. Поддержать наш канал материально можно через patreon .
Если два самолета взлетят из одной точки в одно и то же время и будут лететь вдоль экватора с одинаковыми скоростями в точку на противоположной стороне Земли, но один по вращению, а другой против. Прилетят ли они туда одновременно?
задан 10 Мар ’13 18:43
Robotex
185 ● 1 ● 6 ● 24
16% принятых
Может, переформулировать вопрос: какой самоёт сожжёт больше горючего?
7 ответов
Одновременно. Вращение Земли тут никак не учитывается, т.к. мы берем скорость самолетов именно относительно Земли.
отвечен 10 Мар ’13 22:58
Самолеты прилетят одновременно. Для тех, кому это не очевидно, сформулирую очень похожую задачу. Вы со своим приятелем стоите в противоположных концах вагона поезда, движущегося со скоростью 100 км/ч и одновременно пускаете навстречу друг другу бумажные самолетики со скоростью 1 км/ч. Где самолетики встретятся? Не очевидно ли, что в центре вагона, независимо от скорости поезда?
отвечен 16 Мар ’13 18:45
Андрей Юрьевич, вагон поезда это замкнутое пространство бумажные самолетики одновременно встретятся. Самолёты же летят в открытом пространстве, есть огромная разница.
отвечен 14 Мар ’13 20:59
Оба самолета в момент старта имеют скорость вращения Земли. Но один двигателями увеличивает свою скорость и обгоняет вращение Земли. А другой наоборот уменьшает и Земля проворачивается под ним
@Robotex. «Но один двигателями увеличивает свою скорость и обгоняет вращение Земли. А другой наоборот уменьшает. «. Что понимать под фразой после точки?
Земля то крутится? Вот только один летит быстрее вращения Земли, а под вторым Земля проворачивается. Вы правильно изобразили V+v в первом случае и V-v во втором. Один движется в сторону вращения Земли быстрее нее, а другой летит медленнее, но Земля движется ему навстречу.
@Robotex. @chameleon ответил: одновременно. Я отвечаю: не может быть! А Ваша позиция не ясна. Или Вы ещё не решились выйти с собственным ответом? «Земля-то крутится?» И что из этого следует?
Неясно что есть одинаковые скорости. Если речь про скорость относительно земли, то самолеты прилетят одновременно.
отвечен 16 Мар ’13 16:11
Итого, по вращению Земли можно лететь быстрее. Только если самолёт умеет менять профили фюзеляжа, влияющие на подъёмную силу (как вариант, подстраиваясь под нагрузку).
Перечитал условие задачи, кажется понял, в чём подвох. Вопрос к автору: относительно чего скорость определяется? Если по геодезическим координатам, то одновременно всё будет, тут без вариантов. А вот если относительно какой-нибудь инерциальной системы координат, то, естественно, вращение Земли самолёту подсобит.
Самый быстрый самолет в мире и его конкуренты. С какой скоростью они летают
Современные самолеты способны летать очень быстро. Под «быстро» я понимаю не скорости в 10 раз быстрее автомобиля, а действительно БЫСТРО. Даже без форсажного режима современные истребители с легкостью преодолевают скорость звука. Пассажирская авиация уже давно летала на сверхзвуковых скоростях. Это было возможно, но дорого, поэтому (в том числе) полеты и прекратились около 20 лет назад. Все это хорошо, но если покопаться в истории и архивных документах, можно найти несколько самолетов, которые летали не просто на сверхзвуке, а на гиперзвуке, то есть в несколько раз быстрее скорости звука. Как такое вообще возможно, что с ними случилось и существуют ли они сейчас? В конце концов, в наше время скорость важна во всем, особенно в бою. Кроме этого, важна оперативная доставка груза и пассажиров в любую точку планеты. Так что там с самым быстрым самолетом в мире?
Такая конструкция вряд ли полетит со скорость в несколько тысяч километров в час. Для этого нужны другие характеристики.
С какой скоростью летают самые быстрые самолеты
На самом деле в список, который мы сегодня будем обсуждать входят не все самолеты, которые могут развивать огромную скорость. Все из-за того, что часть из них секретные, а другая часто существовала только на бумаге, или ее образцы нельзя считать законченными изделиями.
Несмотря на это, я расскажу о достаточном количестве самолетов, которые просто поражают воображение и вызывают большой интерес с точки зрения технологий. Как водится, расположим их в порядке увеличения скорости, чтобы это действительно было похоже на рейтинг.
General Dynamics F-111 — быстрый бомбардировщик
Этот самолет нельзя назвать чем-то выдающимся с точки зрения скорости. Он едва превосходил по этому показателю пассажирские Concorde (про который я уже писал большую развернутую статью) и ТУ-144, которые могли развивать скорость примерно 2200-2400 километров час.
General Dynamics F-111. При своей относительно классической конструкции от выглядит очень необычно.
Тем не менее, Aardvark, как еще называли F-111, мог достигать в полете скорости, в два раза превышающей скорость звука. Его максималка составляла 2 645 километров в час. По тем временам это было неплохой скоростью, которая позволяла с успехом проводить многие военные операции.
Скорость звука (распространения звуковой волны) сильно зависит от среды, в которой она измеряется. Чем плотнее среда, тем выше скорость звука. То есть на большой высоте и при разряженном воздухе она ниже, чем у поверхности земли. Для простоты принято считать, что скорость звука составляет примерно 330 метров в секунду (примерно 1200 километров в час). Все это очень примерно, но для понимания масштаба величин этого достаточно
Первые образцы поступили на вооружение 4480-й тактической истребительной эскадрильи США в октябре 1967 года. За время службы было потеряно только по официальным данным более 10 самолетов.
Изменяемая стреловидность крыла позволяет сверхзвуковым самолетам быть эффективными на любой скорости.
В 1996 году их вывели их состава ВВС США, а за это время они успели поучаствовать в некоторых операциях войны во Вьетнаме, в операции ”Каньон Эльдорадо” (атака на резиденцию Каддафи в Ливии), в операции ”Буря в пустыне в Ираке, и других военных действиях.
Чем отличаются крылатые и баллистические ракеты и какие они ещё бывают?
McDonnell Douglas F-15 ”Eagle” — самый известный истребитель
Этот самолет считается ярким представителем своего времени и истребителей четвертого поколения. Такие самолеты называют всепогодными тактическими истребителями, способными завоевать превосходство в воздухе.
Самолет поступил на вооружение американской армии в далеком 1976 году и за время службы успел поучаствовать в десятках операций в Персидском заливе, Ближнем востоке и даже в Югославии. Послужной список машины огромен, а сколько раз эти самолеты поднимались в воздух для выполнения секретных боевых задач или перехвата неопознанных воздушных целей, вообще не сосчитать.
Этот самолет висел на плакатах в комнате многих мальчишек лет 15 назад. У меня тоже.
Всего было создано аж 22 модификации этого самолета, предназначенных для разных задач. Максимальная скорость самолета составляет 2650 километров в час.
МиГ-31 — двухместный истребитель
Этот самолет изначально проектировался, как сверхзвуковой истребитель-перехватчик для полетов в любую погоду. В итоге им он и получился. Это самолет дальнего радиуса действия, у которого есть несколько модификаций под разные условия использования.
История самого известного самолета в мире и почему Конкорд больше не летает
Примечательно, что именно этот самолет сал первым в СССР боевым самолетом четвертого поколения. Спектр его применения очень высок. Он способен перехватывать любые воздушные цели на больших, средних, малых и предельно малых высотах. Даже тепловые ловушки и искусственно созданные радиолокационные помехи не должны быть для него проблемой.
Не хотелось бы встретить такую машину в воздухе.
Экипаж составляет два человека. Эта машина способна разгоняться до 3000 километров в час, что не оставляет шансов самолету противника. Конечно, если он не идет дальше в нашем списке.
Самолеты с вертикальным взлетом. Как они работают и зачем нужны
МиГ-25 — сверхзвуковой перехватчик
Решение о проектировании МиГ 25 было принято на основании того, что у Советского Союза не было самолета, который смог бы летать на очень большой высоте и с очень большой скоростью. Тем более, из-за океана поступили разведданные о том, что американцы готовят новые средства нападения — сверхзвуковой бомбардировщик ”Валькирия”, ракету ”Навахо” и самолет-разведчик A12. Забегая вперед, оказалось, что ”Валькирия” слишком дорогая и от нее отказались, ”Навахо” просто оказалась неудачной, а А-12 позднее сменил индекс на SR-71, но тоже особо не добился славы. Впрочем, к нему мы еще вернемся в этой статье.
Этот самолет навсегда останется в истории авиации. При том, что летает до сих пор.
Модификация МиГ-25Р не имела вооружения. Вместо этого у нее были мощные камеры.
Характеристики самолета не предполагали выполнение на нем фигур высшего пилотажа, но летчики все равно делали это, и руководство их даже поощряло. Сделан, в отличии от других самолетов, он был не из алюминия, а из стали. Только так можно было эффективно противостоять нагреву при трении о воздух на максимальной скорости. Вообще машина могла подниматься на 22 500 метров и преодолевать до 2 000 километров. Всего было выпущено около 1 000 Миг-25 разных модификаций. Его максимальная скорость составляла 3 300 километров в час.
SR-71 ”Blackbird” — черная птица
Этот самолет формально послужил причиной создания МиГ-25, но сам по себе был не менее интересным. Это стратегический сверхзвуковой самолет-разведчик ВВС США. Для своего времени он летал чертовски быстро — более 3 700 километров в час.
Чем вам не самолет «Людей Х»?
Сухая масса самолета составляет 27 тонн, а максимальная взлетная — 77 тонн. Это не удивительно, читывая, сколько топлива ему приходилось брать на борт. Он летал очень быстро и даже несколько раз нарушал границы СССР. Командование думало, что такие действия окажутся безнаказанными. В результате одного из таких пролетов его сбили и полеты прекратились. Никто не хотел отдавать такой самолет, пусть и в разрушенном виде, противнику. Это была слишком ценная информация и очень большие риски за возможность сфотографировать территорию страны около границы.
North American X-15 — может ли самолет улететь в космос
Этот самолет разгонялся до фантастических 7 300 километров в час, но его нельзя назвать серийным. Это был экспериментальный самолет. Такой тип машин еще называется ”ракетоплан”. В его конструкции используются уже не самолетные реактивные двигатели, а ракетные.
Больше похоже на ракету, но это все еще самолет.
X-15 создавался не для военных действий или разведки, а для изучения поведения техники на гиперзвуковой скорости. А также он помогал проводить исследования по выводу крылатых аппаратов в верхние слои атмосферы и входу обратно. До сих пор это единственный самолет, который совершил суборбитальный космический полет с пилотами и вернулся обратно. Вообще, потолком этой ”штуковины” являлась высота 107 000 метров. Именно на такую высоту в 1963 году дважды и поднимался North American X-15, пилотируемый Джозефом Уокером — летчиком-испытателем NASA и неофициальным астронавтом.
3700 километров в час. Virgin Galactic показала концепт сверхзвукового пассажирского самолета
Orbital Sciences Corporation Х-34 — рекорд скорости на самолете
Продолжаем идти по нарастающей и еще один самолет, который больше похож на ракету, но формально является именно самолетом, так как придерживается его принципов управления и имеет несущие крылья. Этот самолет уже не имел на борту пилотов, в воздух поднимался ”под брюхом” самолета-носителя. Зато во время испытаний в 2004 году он разогнался до 11 000 километров в час над Тихим океаном.
11 000 километров в час? Засекай!
Изначально планировалось, что аппарат сможет набрать 12 200 километров час, но не получилось. Что касается конструкции, то самолет сам по себе не очень большой и имеет длину всего 17,78 метра, а размах крыльев 8,85 метра. За движение отвечает твердотопливный двигатель, на производство которого потратили четверть миллиарда долларов, а на испытания — 7 лет.
Самолет не может подниматься слишком высоко, хотя 75 километров — это уже более чем внушительная цифра.
Virgin Orbit не смогла запустить ракету с самолета — что с ней стало?
Boeing X-43 — самый быстрый самолет в мире
Этот самолет лишь ненамного превзошел результаты предыдущего аппарата, но победитель должен быть только один. Boeing X-43 развил скорость, которая примерно в 9,5 раз выше скорости звука — 11 230 километров в час. Проект обошелся также в четверть миллиарда долларов, но его реализация заняла 10 лет.
Boeing X-43 тоже является беспилотником и при этом он не очень большой. Размах крыльев всего 1,5 метра, а длина лишь 3,6 метра. Говорить о практическом применении такого самолета не приходится. Он тоже создавался, как летающая лаборатория.
Больше похоже на бумажный самолетик, но нет…
Интересно, что в его конструкции нет трущихся деталей. Топливом для него является смесь кислорода и водорода, которая в своем выхлопе дает просто водяной пар. Самолет должен был показать, что такие скорости возможны, а еще, что возможно использования альтернативных видов топлива.
Также он должен был показать, что времена, когда самолет может долететь до любой точки мира за 2-3 часа, уже почти наступили.
Какой самолет из нашего списка вам больше всего понравился? Мой любимчик МиГ-25. Особенно мне нравится его угловатый строгий внешний вид. Про него я готов даже написать отдельную статью и может быть когда-то это сделаю, а пока выскажите свое мнение в комментариях или в нашем Telegram-чате.
Космические скорости: насколько быстро нужно лететь, чтобы покинуть Землю, планетную систему и галактику?
Несмотря на то, что отечественная космонавтика переживает не лучшие, мягко говоря, времена, космосом на сегодняшний день интересуется все больше людей разного возраста и уровня образования. Усилиями частных инвесторов и популяризаторов науки пространство за пределами нашей планеты становится все более интересным, доступным и понятным, привлекая любознательных граждан к получению новых знаний.
В этом материале мы кратко, избегая сложных пояснений и формулировок, расскажем о космических скоростях, которые необходимы для преодоления гравитационных полей астрономических объектов. В новостных сюжетах мы часто слышим такое словосочетание, как «первая (вторая, третья, четвертая) космическая скорость», однако далеко не каждый обыватель понимает о каких скоростях идет речь и как их определяют.
Что такое космическая скорость
Космическими скоростями в космонавтике (речь идет не только о пилотируемых полетах, но для удобства мы будем называть все запуски искусственных космических аппаратов космонавтикой) пользуются для расчета минимально необходимой скорости для:
1. Выхода космических аппаратов на орбиту Земли;
2. Выхода космических аппаратов за пределы гравитационного поля Земли;
3. Выхода космических аппаратов за пределы Солнечной системы;
4. Выхода космических аппаратов за пределы галактики Млечный Путь.
Естественно, формулы расчета космических скоростей применимы не только к нашей планете, но и к любому другому объекту Вселенной, однако мы рассмотрим лишь актуальные для земных космических аппаратов значения.
Первая космическая скорость — 7,9 км/сек
Чтобы вращаться на орбите Земли, спутнику необходимо иметь первую космическую или круговую скорость, которая для нашей планеты равна примерно 7,9 км/сек. В этом случае объект на орбите будет удерживать сила, называемая в народе центробежной, а движение Земли и сила притяжения не позволят спутнику покинуть гравитационное поле планеты.
Отсюда следует довольно интересное и простое умозаключение: что будет если в формуле расчета первой космической скорости (V1 = (GM/R) в степени 1/2, где M — масса объекта, R — радиус, а G — гравитационная постоянная) поиграть с цифрами и подставить данные, которые определят первую космическую скорость для выдуманного нами объекта, как равную скорости света (чуть менее 300 000 км/сек)?
Мы получим объект огромной массы и малого радиуса, на который свет может падать, но покинуть его гравитационное поле фотоны уже не в состоянии, ведь для этого нужна вторая космическая скорость, которая в данном случае будет превышать скорость света, что невозможно в известной нам Вселенной. Это есть объект, о котором слышал каждый и который астрофизики называют «черной дырой».
Вторая космическая скорость — 11,2 км/сек
В 1959 году в СССР состоялся запуск автоматической межпланетной станции Луна-1 — первого искусственного объекта, покинувшего гравитационное поле Земли и ставшего спутником Солнца. Для этого аппарату пришлось разогнаться до второй космической скорости (она же скорость убегания), которая для Земли составляет порядка 11,2 км/сек. Покинув Землю на такой скорости, объект выходит на параболическую орбиту, которая при условии отсутствия других тел во Вселенной позволила бы ему бесконечно далеко удалиться от планеты.
Третья космическая скорость — 16,6 км/сек
Определить точное значение третьей космической скорости невозможно, так оно может колебаться в довольно широком диапазоне. Имеет значение угол направления запуска к траектории движения Земли по орбите и контакт с гравитационными полями других планет, которые могут как ускорять, так и притормаживать КА. Минимальное значение третьей космической скорости оценивается как 16,6 км/сек.
Четвертая космическая скорость — 400-600 км/сек
Редко употребляемый термин ввиду недосягаемости определяемых им величин для нашей космонавтики в обозримом будущем. Четвертая космическая скорость подразумевает вылет КА за пределы галактики, что в принципе невозможно при текущем и ожидаемом уровне развития технологий. Учитывая, что наша Солнечная система вращается вокруг галактического центра со скоростью около 220 км/сек, примерную расчетную скорость искусственного аппарата для вылета за пределы Млечного Пути можно определить как 400-600 км/сек.
Пожалуйста, оцените статью
Средняя оценка / 5. Количество оценок:
Оценок пока нет. Поставьте оценку первым.
Интересно, спасибо за статью)
А что же тогда, говорят, что Вояджер — первый, что покинуло СС
вообще-то размер СС составляет около 0,0015 световых лет.
Солнечная система не ограничена орбитами планет.
Вояджер разогнали до 42 км в сек. Для этого использовали удачное расположение тяжелых планет Юпитер, Сатурн, Нептун.
Вояджер уже был хорошо разогнан до Юпитера. И + притяжение Юпитера добавило скорости. Пролетаю около Юпитера по кривой, Вояджер был подхвачен Ураном или Сатурном. Точно не помню.
Говорят что кур доят, Вояджер всего лишь покинул сферу солнечного ветра
Сфера солнечного ветра — Нобелевскую премию за это определение, мужики-то не знали)))
Покинуть можно с любой скоростью, если будет постоянно работать двигатель.Это всё скорости свободного полёта, когда отключены двигатели.
А это вообще двоечник написал «В 2013 году Вояджер-1, преодолев более 18 млрд километров и набрав скорость около 17 км/сек»
не набрав 17 км/с, а потеряв до 17 км/с. Потому что в 1990 году Вояджер чесал больше 25 км/с, но постепенно замедляется притяжением Солнца.
То есть есть шанс что вояджеры вообще никуда не улетят и солнце замедлит их скорость удаления до нуля и притянет обратно?