Один из подписчиков нашего канала задал вопрос в комментариях под одной из предыдущих статей:
Давайте вместе рассмотрим, что произойдет с вертолетом в данной ситуации. Для упрощения предположим, что пилот поднимает вертолет на высоту 1000 метров и поддерживает эту высоту, не выполняя никаких маневров. Также предположим, что у вертолета достаточно топлива на 12 часов. И, конечно же, давайте временно проигнорируем влияние ветра и другие атмосферные явления.
Так что же произойдет? Останется ли вертолет над той же точкой на поверхности Земли, или же эта точка "сдвинется" из-под него из-за вращения Земли?
Важно понимать, что атмосфера также совершает вращательное движение вместе с Землей. Если бы это не происходило, мы бы столкнулись с постоянными ураганами. Скорость воздуха относительно земной поверхности вблизи земли соответствует скорости поверхности. С увеличением высоты скорость воздуха также возрастает, что приводит к тому, что верхние слои атмосферы имеют приблизительно ту же угловую скорость, что и нижние слои. Причины этого явления связаны с вязкостью воздуха и отсутствием скольжения, но они выходят за рамки данной статьи.
При старте вертолет будет обладать той же горизонтальной скоростью относительно центра Земли, что и точка на земной поверхности, откуда он поднялся. По мере подъема на высоту вертолет будет вступать в слои воздуха, движение которых быстрее, чем у него. Это приведет к тому, что вертолет немного "отклонится" в направлении, противоположном направлению вращения Земли. Степень этого "смещения" зависит от множества факторов, включая массу вертолета, географическую широту и скорость подъема. Обычно это будет лишь небольшое расстояние.
По достижении вертолетом максимальной высоты его горизонтальная скорость сравняется со скоростью воздуха вокруг него, и он перестанет "смещаться". Это аналогично тому, как муху, летящую в движущемся автобусе, не уносит к задней стенке автобуса.
В течение 12 часов вертолет будет практически неподвижно находиться в воздухе. Однако на него будет влиять горизонтальная составляющая силы Кориолиса, вызывающая небольшое отклонение в сторону экватора. Этот эффект будет наблюдаться в наших широтах, но на экваторе он не будет ощущаться.
При спуске вертолет, наоборот, немного продвинется вперед в направлении вращения Земли. Это объясняется тем, что на пути вертолета окажутся слои атмосферы с меньшей горизонтальной скоростью. Однако точно оценить, насколько это компенсирует "смещение" при подъеме, сложно без конкретных расчетов.
Если события происходят в наших широтах, вертолет, находясь в воздухе 12 часов, приземлится на расстоянии не превышающем 50 метров от точки взлета. Но стоит отметить, что исходная точка не "уедет" из-под вертолета из-за вращения Земли. Вертолет будет находиться в атмосфере, которая также вращается вокруг Земли с одинаковой угловой скоростью, что и поверхность.
Ставьте палец вверх чтобы видеть в своей ленте больше статей о космосе и науке!
