Почему самолёты не летят быстрее из-за вращения Земли: разъясняем популярный миф
Земля крутится под нами со скоростью больше полутора тысяч километров в час. И, вероятно, у многих появлялся логичный вопрос: почему бы самолёту не зависнуть в воздухе и не дождаться, пока нужный город сам подъедет снизу? Этот вопрос регулярно всплывает в интернете и ответ на него проще, чем кажется, но при этом затрагивает не только огромную скорость движения Земли, но и фундаментальные законы физики.
В одной из публикаций сторонников теории о плоской Земле появился пост с примерно таким рассуждением: если самолёт летит с востока на запад со скоростью 300 миль в час (~ 480 км/ч), а Земля вращается с запада на восток со скоростью около 1400 миль в час (~ 2250 км/ч), то самолёт должен прилетать на место быстрее на 1400 миль в час. Но этого не происходит. К тому же обратный путь не длиннее и не короче. А значит, Земля не вращается.
На первый взгляд, логика кажется стройной. Но она основана на двух серьёзных заблуждениях: о природе инерции и о поведении атмосферы. Разберём оба по порядку.
Представьте, что вы стоите в вагоне поезда, который едет с постоянной скоростью. Вы подпрыгиваете и приземляетесь ровно на то же место. Не потому что поезд стоит, а потому что ваше тело уже двигалось вместе с ним. Это и есть инерция свойство тела сохранять свою скорость, пока на него не подействует внешняя сила.
Еще больше познавательных статей вы найдете в нашем
канале в
MAX. Подпишитесь прямо сейчас!
То же самое происходит с вами, самолётом, воздухом и всем остальным на поверхности Земли. На экваторе точка на поверхности движется со скоростью около 1674 км/ч, в более северных широтах скорость значительно ниже (почему так — читай тут). Например, в районе Москвы она составляет около 936 км/ч. Но вы этого не чувствуете, потому что движетесь вместе с планетой.
Если бы логика плоскоземельщиков работала, то обычный прыжок на батуте на экваторе с трёхсекундным зависанием в воздухе забрасывал бы вас почти на полтора километра к западу. Очевидно, что ничего подобного не происходит дети на батутах не разлетаются со скоростью авиалайнеров.
Когда самолёт стоит на взлётной полосе, он уже летит вместе с Землёй. При взлёте двигатели создают дополнительную силу, которая перемещает его относительно поверхности. Но исходная земная скорость никуда не девается самолёт не теряет инерцию вращения Земли в момент отрыва от полосы.
Второе заблуждение ещё интереснее. Авторы мифа молчаливо предполагают, что атмосфера стоит на месте, а Земля крутится под ней, как мяч внутри неподвижного пузыря воздуха. Это не так.
Земля увлекает за собой атмосферу Земли благодаря силам трения. Воздух у поверхности вращается практически с той же скоростью, что и сама планета. Если бы это было не так, мы бы жили в мире постоянных ураганов: на экваторе в лицо дул бы ветер со скоростью свыше 1600 км/ч. Ни о каких длинных перелётах беспокоиться бы не пришлось выжить в таких условиях было бы невозможно.
Атмосфера вращается вместе с Землёй, а не стоит на месте
Так что воздух, в котором летит самолёт, движется вместе с планетой. Это делает невозможным трюк из мультфильмов: просто подняться в воздух и подождать, пока Земля прокрутится до нужного города.
Означает ли всё это, что вращение Земли вообще никак не влияет на длительность полётов? Не совсем. Влияние есть, но оно непрямое через струйные течения (джетстримы).
Струйные течения это узкие потоки воздуха на высоте около 912 километров, которые дуют преимущественно с запада на восток. Их скорость обычно составляет около 150300 км/ч, но может достигать и 400 км/ч. Эти высотные ветры могут быть связаны с турбулентностью самолёта, а ещё именно они главная причина, по которой перелёты на восток занимают меньше времени, чем на запад.
Вот как это работает. Ближе к экватору поверхность Земли движется быстрее, чем у полюсов. Воздух, перемещающийся от экватора к полюсам, сохраняет свою восточную скорость, а поверхность под ним замедляется. Из-за этого возникает мощный поток, направленный на восток. Это проявление эффекта Кориолиса силы, которая отклоняет движущиеся объекты на вращающейся Земле.
Авиакомпании активно используют струйные течения при планировании маршрутов. Первый коммерческий рейс, оседлавший джетстрим, состоялся в 1952 году: Pan Am из Токио в Гонолулу сократил время перелёта с 18 до 11,5 часов больше чем на треть.
Струйные течения дуют с запада на восток и влияют на маршруты самолётов
Разница во времени перелёта в зависимости от направления может быть весьма ощутимой. Например, перелёт из Москвы во Владивосток занимает в среднем около 8 часов 30 минут, а обратный путь из Владивостока в Москву около 9 часов. На маршруте Москва Южно-Сахалинск дорога в одну сторону занимает около 8 часов, а обратно почти 9. Трансатлантический рейс из Нью-Йорка в Лондон занимает 67 часов, а обратный путь 78 часов. На маршруте Токио Лос-Анджелес перелёт на восток длится около 10 часов, а на запад почти 12.
На коротких маршрутах внутри континента джетстримы могут менять время перелёта примерно на полчаса-час. Пилоты, летящие на запад, стараются выбирать маршруты, обходящие самые мощные встречные потоки иногда это означает заметные отклонения от прямой линии.
Важно понимать: разницу в продолжительности полёта создают именно ветры, а не подкручивание Землёй в нужном направлении. Точные цифры зависят от самолёта, маршрута, погоды и расписания, но общий принцип сохраняется: при полётах на восток попутные высотные ветры часто помогают, а на запад могут мешать.
Легко посмеяться над людьми, которые считают, что Земля плоская. Но сам вопрос почему вращение не влияет на полёт напрямую на самом деле затрагивает неочевидные физические принципы. Инерция вещь контринтуитивная. Мы не чувствуем, что летим сквозь космос, и это нормально. Интуиция подсказывает, что если ты оторвался от земли, то должен отстать от неё но физика работает иначе.
В XVII веке именно этот аргумент использовали против идеи вращения Земли: если планета крутится, почему подброшенный камень падает обратно в ту же точку? Ответ инерция был дан ещё Галилеем и Ньютоном, но остаётся неочевидным для многих и сегодня.
Так что вращение Земли действительно влияет на перелёты, но не напрямую, а через формирование глобальных ветровых потоков. Подняться в воздух и подождать нужный пункт назначения не получится. Мы не живём в мультфильме. Зато мы живём на планете, физика которой позволяет авиакомпаниям экономить миллионы тонн топлива, грамотно используя те самые струйные течения, которые порождает вращение Земли.
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
