为什么因为惯性导航地球坐标系，热气球不动，地球自转

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2017-12-04 09:54 标签： 惯性导航地球坐标系
【图文】8.1 牛顿第一定律_百度文库
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8.1 牛顿第一定律
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你可能喜欢地球自转与飞行时间
一个存在很久的问题，地理兼物理的，时不时摊出来讨论：飞机自西向东飞行与自东向西飞行，飞行时间的差异，差异的原因。长期以来，周而复始的讨论，得出百转千回的结论，那便是：由于地球自西向东的自转方向造成的。
基于上述结论，有人手托腮帮，眼望天空，说：飞机从东边的机场起飞，我说的只是起飞啊！然后悬在机场上空，就等着地球自西向东转过来呗，几个小时以后就到西边了，嘿嘿！
其实，倒下去的还不是这么一下，就连自西向东的原因也不见得正确。在网上搜到关于该问题的详细提问，也综合了各路神仙的回答，看看专业分析（起码是钻研态度），就算仍然没有标准答案，也还是觉得同志们是那么可爱。（网页出处：）
注意到一个现象，两地往返的时间经常不一样。尤其是东西向的两地往返。很自然想到地球自转，上网查了一下，有人说跟地球自转有关系，有人说没关系，是跟自转引起的风速及风向有关系。希望能得到专业人士的解答。
1、飞行时间的区别是否与地球自转有关？有或没有都请解释一下大概原理。
2、地球上的东西都受地球引力影响，但随着高度的增加，引力会越来越小，这种减小除了会影响到大气的密度外，是否也会影响空气的流动速度（只考虑自转的影响）？如果有一个物体悬停或飞行在高空,是否会有影响?
3、如果两地正好要绕地球半转（例如从经度0-180度），是会选择从东向西还是从西向东飞行？
就是跟高空风有关，跟地球自传无关。
高空风主要由水平气压梯度力决定（只要有气压差，就会有空气的运动），还要综合考虑水平地转偏向力（赤道没有），惯性离心力，低空还要考虑摩擦力。在北半球，风随高度变化基本是越高越接近于西风，而且风速增大，这主要是北半球南热北冷的气温分布造成的。冬季特别明显，高空有时会有时速高达300公里左右的大西风。所以同一航线冬季往西飞比往东飞要多飞很久。
1.没什么关系。地球的随动参考系与惯性系的主要差别来自科里奥利力，但是它对往返飞行都有影响，没有差异性。
2.自转是会影响空气流动，但不是主要因素。一个简单的估计，地球半径6400km左右，假定飞行高度10km，忽略向心力分量（严格计算中当然不可以忽略），那里的重力加速度g=GM/(6400+10)约等于(1-1/640)GM/6400，也就是说于地表重力加速度的差只有约1/640。飞机大概没有10km那么高吧:)
我们再来考虑大气热物理的影响。假设地表平均温度300K，两地地表温度差10K，水平方向的静压差就有0.03个大气压，也就是大约3000Pa，远大于重力差异的影响。这是形成风的主要原因，在此之上还要考虑科里奥利力的影响。
3.查航路上的风向。
总结一下，影响大气环流的主要因素是大气的热力学性质，地球自转的影响不是主要因素，而是在那之上的修正。
貌似以前听到过一个说法，坐热气球从北京起飞过几个小时落地，因为地球自转你已经到新疆了，貌似当年物理老师还把这个假设好好批斗了一番......
本人点评：
1．就答案4而言，就是我们会用小聪明提出来的，然后自己都耻笑自己一番。这时，有人又再作中度聪明，说，你坐在热气球上也没有脱离地球的作用啊，除非你脱离了地球大气层，过几个小时还有可能到新疆。
当！脱离大气层！他还掉的下来吗？
2.最喜欢的是答案3。“一个简单的估计，地球半径6400km左右，假定飞行高度10km，忽略向心力分量（严格计算中当然不可以忽略），那里的重力加速度g=GM/(6400+10)约等于(1-1/640)GM/6400，也就是说于地表重力加速度的差只有约1/640。”一个简单的估计！！！记得住的就记记这简单的估计，记不住的，看看人家的思维，再看看结论就哦啦。
3.总之，我认为记住答案1，就基本正确了，简单明了。
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学习了牛顿第一定律后，小刚萌发了一个免费环球旅游的计划，它的想法是：只要乘坐热气球从地面上升到空中，地球由于惯性在热气球下面会不断转动，坐在热气球的吊篮中就可以看到环球景物，他的想法正确吗？为什么？
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答：因为地球上物体（包括地球周围的大气）都随着地球一起在转．气球升空后，由于惯性，它仍保留原来的运动速度．在忽略其他因素的影响（如风等），升空的气球与它下方的地面处于相对静止的状态，不可能使它相对地球绕行一圈，故设想不可行．
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地球上物体都随着地球一起在转，气球升空后，由于惯性，它仍保留原来的运动速度，利用惯性知识进行分析即可．
本题考点：
惯性现象．
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本题关键要掌握惯性知识，并能用来解释生产中的现象．
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