Si un helicóptero flotara en el aire durante 24 horas, ¿daría una vuelta a la Tierra una vez?
Permítanme usar esta analogía. La velocidad del tren de alta velocidad es de 300 km/h, que se convierte en 83 m/s. Si saltas durante un segundo en un tren de alta velocidad, ¿te arrojarán al tercer vagón de atrás cuando aterrices? ¡No! ¿Por qué?
¡Por la primera ley de Newton! También llamada ley de inercia.
Es decir, cuando el tren de alta velocidad circula a 300km/h, tú también avanzas a 300km/h. Cuando saltas, la inercia mantiene el objeto en movimiento, siempre y cuando no recibas ninguna interferencia externa (por ejemplo, cuando saltas, un mayordomo te golpea con una espátula), entonces tu velocidad es la misma. de un tren, que tiene una velocidad de 300 km/h. Por lo tanto, seguirás en el mismo lugar cuando aterrices.
La Tierra también parece un enorme cuerpo giratorio, que gira a una velocidad de hasta 466 m/s en el ecuador. Además, la atmósfera también gira con la Tierra, dicho claramente, su helicóptero también sigue una velocidad de inercia uniforme. Después del despegue, su eje central en el suelo siempre estará mirando hacia el punto de despegue. Por supuesto, porque lleva mucho tiempo y se ve afectado por el flujo de aire. En este momento, se debe introducir la segunda ley de Newton, lo que significa que el viento puede acelerarlo.
Lo que quiero decir es que si conduces un helicóptero por el cielo las 24 horas del día, no sabes hacia dónde te desplazarás debido a la aceleración que provoca el viento. Pero la orientación depende del viento, no de la Tierra. También es imposible rotar la Tierra una vez cada 24 horas.
Mao Zedong dijo una vez que si te sientas en el suelo y viajas 80.000 millas al día, puedes contemplar el cielo y ver mil ríos a lo lejos. Luego, a la inversa, si tomas un avión hacia el cielo y ves la Tierra desde una distancia de 80.000 millas, sólo necesitas volar el avión a un metro por encima del ecuador terrestre y volar hacia el este a la velocidad de rotación de la Tierra. Puede ver aproximadamente el efecto deseado. Si este avión se entrega a las fuerzas armadas hutíes en Yemen, se producirá el mismo efecto el 14 de septiembre. No es difícil producir un avión de este tipo utilizando tecnología moderna. Si este tipo de avión se utiliza para rociar pesticidas a los agricultores, la velocidad será bastante rápida.
Si sólo quieres que el helicóptero mantenga un movimiento estacionario normal y dé la vuelta a la Tierra una vez, este enfoque definitivamente no funcionará.
Ver este tema me recordó un incidente interesante cuando era niño: en ese momento, no había aire acondicionado en la casa y lo único que dependíamos para refrescarnos en verano eran ventiladores eléctricos. Al sentir la brisa fresca que traían los ventiladores, de repente pensé: ¿Qué pasaría si un día el mundo entero se convirtiera en un vacío y solo necesitara llevar un ventilador eléctrico para sobrevivir, porque tan pronto como las aspas del ventilador giran, llega el viento?
Puede que este asunto no se parezca mucho al ejemplo dado en el título, pero una cosa es igual, es decir, la idea es muy ingenua e inocente.
La idea del tema de la pregunta puede ser muy sencilla, porque la Tierra vuelve a girar y tarda 24 horas en dar una revolución. Si cuelgo el helicóptero en el aire, no lo haría. ¿Solo se necesitan 24 horas para dar la vuelta a la Tierra?
De hecho, es muy sencillo explicar el motivo. Mientras la Tierra gira, la mayoría de los objetos, como personas y edificios en la superficie, también giran con la Tierra. solo está en reposo con respecto al suelo, no con respecto al eje de la tierra. Por lo tanto, si el helicóptero no realiza otros movimientos de vuelo, al final sólo aterrizará en el mismo lugar.
¡Esperamos sus comentarios y atención!
Es un problema evidente. Basta mirar los satélites geoestacionarios y la razón es muy sencilla.
Todos los objetos de la naturaleza, desde grandes cuerpos celestes hasta pequeñas partículas microscópicas, están en constante movimiento, por lo que el movimiento es absoluto. Pero la descripción del movimiento es relativa, relativa al objeto de referencia elegido.
Para determinar si un objeto se está moviendo y cómo se mueve, se selecciona como un objeto estándar, que se denomina objeto de referencia. Cuando la posición de un objeto con respecto a un objeto de referencia cambia, decimos que se está moviendo; cuando su posición con respecto a un objeto de referencia no cambia, decimos que está estacionario.
Cuando un helicóptero está flotando en el aire, significa que visto desde el suelo, el helicóptero está estacionario, lo que significa que utiliza el suelo como referencia. Si el helicóptero está estacionario (flotando), es decir, su posición relativa al suelo permanece sin cambios, ¿cómo puede rodear la Tierra?
Primero revise el importante teorema de física en el libro de texto de física de la escuela secundaria: la primera ley del movimiento de Newton:
Cualquier objeto debe mantener un movimiento lineal uniforme o descansar hasta que una fuerza externa lo fuerce hasta el estado del movimiento cambia.
En términos sencillos, el significado de esta oración es que si un objeto está en un cierto estado de movimiento ahora, permanecerá en este estado de movimiento a menos que intervenga una fuerza externa.
Volviendo a la pregunta en sí:
Primero, un helicóptero es un avión aerodinámico, no un avión aerostático (como un globo), ni una nave espacial, por lo que El alcance de el vuelo debe realizarse dentro de la atmósfera. Para decirlo sin rodeos, debe haber un medio como el aire. Hasta ahora en el mundo, los helicópteros existentes vuelan generalmente a una altura inferior a 7.000 metros.
Segundo punto, el helicóptero está flotando en el aire a una altitud de 7.000 metros, lo que significa que con respecto a cualquier punto en tierra como referencia, el helicóptero permanece estacionario. Esta quietud es el movimiento actual. Estado del helicóptero.
El tercer punto es que si se permite que el helicóptero flote durante 24 horas, si no se tiene en cuenta el factor del viento, entonces el helicóptero aún debe permanecer estacionario con respecto al suelo. No hay duda. este.
Si se tiene en cuenta la influencia de la fuerza o la dirección del viento, según la primera ley del movimiento de Newton, el helicóptero se moverá hasta cierto punto, pero según la fuerza del viento actual, no lo hará. rodea la Tierra en 24 horas. La deriva es de hasta varios cientos de metros. No olvide que, como avión, un helicóptero tiene un cierto grado de estabilidad direccional. Cuando es perturbado por un viento repentino, un helicóptero tiene la capacidad de regresar a su estado original.
Entonces, no importa lo que sea, mientras flote en la atmósfera, no importa cuántas horas tarde, permanecerá en el mismo lugar y no podrá rodear la tierra. Esto es lo más básico. Sentido común de la física.
Terminemos aquí esta pregunta.
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¡Sí! Una vez que estás fuera de la atmósfera, puedes ver la tierra girando antes de hablar.
Oh, si puedes poner una enorme grúa sobre la tierra y orbitar el sol con la tierra, pero no gira con la tierra, puedes volar con un helicóptero y colgarla en su gancho. , el helicóptero puede flotar en el aire durante 24 horas y dar la vuelta a la tierra una vez. ¡Felicitaciones!
Pero tienes que estar mentalmente preparado, porque estás sentado en un helicóptero y el paisaje de la Tierra pasará a tu lado a velocidad supersónica (en el ecuador y en latitudes bajas y medias, espero). No tendrás miedo de llorar. Además, hay que tener especial cuidado al enganchar el helicóptero al gancho de la grúa, porque la velocidad relativa entre éste y su helicóptero ha superado la velocidad del sonido. Por lo tanto, dados los límites aerodinámicos del helicóptero, en realidad no hay manera. para volar el helicóptero y engancharlo en el gancho.
Entonces, ¿realmente no hay forma de hacer realidad tu loco deseo? La respuesta es no. Puedes volar un helicóptero sobre los polos del Polo Sur y el Polo Norte y flotar allí durante 24 horas. En realidad, esto equivale a dar la vuelta a la Tierra una vez, porque los polos giran sobre sí mismos, lo que apenas cuenta como tu. órbita. La Tierra ha completado una semana.
¿Cómo es? Es muy sencillo, así que cuando pienses en un problema no olvides pensarlo desde la perspectiva opuesta, tal vez todo se solucione.
¿Has visto alguna vez un helicóptero volando en el aire a una velocidad de treinta kilómetros por segundo (velocidad relativa a la tierra)? Si lo has visto, tu pregunta es válida.
No, debido a la gravedad de la Tierra, cuando flota en el aire, en realidad se está moviendo en relación con la Tierra y no se deshace de la gravedad, por lo que incluso si flota durante un año, Todavía estará en ese lugar.
Si un helicóptero permanece en el aire durante 24 horas, ¿dará la vuelta a la Tierra? La respuesta es obviamente no. Porque cuando el helicóptero está en tierra, la Tierra ya ha girado con el helicóptero. En otras palabras, el helicóptero ha estado girando a la misma velocidad que la Tierra antes de despegar. El helicóptero en realidad tiene una velocidad inicial y el helicóptero selecciona. el suelo con referencia al objeto. Si es así, entonces el helicóptero está en estado estacionario. Si flota en el aire durante 24 horas, dado que la velocidad es la misma que la de la Tierra, si no se consideran la velocidad y la resistencia del viento, el helicóptero seguirá estacionado con respecto al suelo. Si el objeto de referencia es el eje de rotación de la Tierra, la velocidad será la misma que la velocidad de rotación de la Tierra. Esta es la primera ley de Newton en el libro de texto.
Un caso similar es que en un tren de alta velocidad con una velocidad de 350 kilómetros por hora, si saltas, volverás a caer donde estabas cuando caíste y no avanzarás. o hacia atrás. De hecho, el principio es el mismo. Cuando el tren de alta velocidad avanza, la velocidad de las personas que viaja en él es en realidad la misma que la del tren de alta velocidad, que acelera a 350 kilómetros por hora. A la misma velocidad, si saltas, igualmente volverás a donde estabas.
El tercer caso es que el dron flota en el ascensor y luego enciende el ascensor. ¿El dron flotará en el ascensor o qué? De hecho, después de que el ascensor se pone en marcha, si baja, el dron golpeará la parte superior del ascensor, y si sube, el dron caerá al piso del ascensor. Después de leer los dos casos anteriores, todos lo entenderán. Después de que se inicia primero el dron, el ascensor está estacionario y luego el ascensor se pone en marcha a diferentes velocidades. Si el dron en el piso se enciende después de que arranca el ascensor, ambos se moverán a la misma velocidad y esta situación no ocurrirá. ¿No es un desafío para la imaginación de todos?