علمی

پرواز به غرب سریعتر است یا پرواز به شرق ؟ اگر مثل همه فکر میکنید، سخت در اشتباهید!

نویسنده: محسن خانی

منتشر شده در ۱۲ اردیبهشت ۱۳۹۷

۶ زمان مطالعه: 3 دقیقه

همه ی ما می دانیم که زمین در حال گردش به دور خود می باشد. اما چیزی که شاید خیلی از شما ندانید این است که با توجه به جهت چرخش زمین، ظاهرا اگر هواپیمایی در خلاف جهت چرخش زمین پرواز کند باید زمان کوتاه تری را برای رسیدن به مقصد طی کند، اما در واقعیت اینگونه نیست. توضیح این پدیده سخت به نظر سخت می رسد!

همه ی ما می دانیم که زمین در حال گردش به دور خود می باشد. اما چیزی که شاید خیلی از شما ندانید این است که با توجه به جهت چرخش زمین، ظاهرا اگر هواپیمایی در خلاف جهت چرخش زمین پرواز کند باید زمان کوتاه تری را برای رسیدن به مقصد طی کند، اما در واقعیت اینگونه نیست. پرواز به غرب سریعتر است یا پرواز به شرق ؟  توضیح این پدیده سخت به نظر سخت می رسد! در ادامه با نت نوشت همراه باشید.

به نظر شما، یک هواپیما در پرواز به سمت غرب سریعتر حرکت می کند یا در پرواز به سمت شرق؟!

پرواز به دنیای غرب!

اجازه دهید تصور خود را به تصویر بکشیم. شما یک زمین دارید که به سمت شرق می چرخد. شما یک هواپیما هم دارید که در بالای سطح زمین به سمت غرب حرکت می کند. زمین و هواپیما را در کنار هم بگذارید، یکی به سمت غرب و دیگری به سمت شرق می رود، یعنی از نظر منطقی باید یک پرواز شرق به غرب (مثلا از مشهد تا تهران) خیلی سریعتر از یک پرواز غرب به شرق (مثل تهران به مشهد) به مقصد خود برسد. به نظر این نتیجه گیری درست است، مگر نه؟ خب… باید بگوییم نه! این سفر ظاهرا سریع به چند دلیل پیچیده می باشد.

اول از همه، وقتی زمین می چرخد، به لطف جاذبه ی قوی خود، هوای اطراف خود را هم با خود جابجا می کند که شامل هوای عبوری از همه ی هواپیماهای در حال پرواز هم می شود، یعنی زمین و هرچه که درون و بر روی سطح خود دارد، باهم در حال چرخش می باشند. بر روی خط استوا، سرعت چرخش زمین تقریبا ۲ برابر بیش از حداکثر سرعت یک جت تجاری می باشد. هرچه به سمت قطب ها برویم این سرعت چرخش کمتر می شود اما باز هم همیشه بیش از حداکثر سرعت یک جت تجاری باقی می ماند. از آن جایی که سرعت حرکت هواپیما با سرعت چرخش زمین قابل مقایسه نیست، از نظر فنی وقتی هواپیمایی به سمت غرب حرکت می کند، چون سرعت زمینی که در زیر آن به سمت شرق می چرخد از خود هواپیما بیشتر است، پس هواپیما مثل تمام آن چیزهایی که در زیر خود و بر روی کره ی زمین قرار دارند به سمت شرق حرکت می کند! به نظر می رسد که موتورها کمک می کنند تا هواپیما فقط کمی آرام تر از بقیه ی اجسام به سمت شرق حرکت کند و “فقط نسبت به زمین در حال حرکت به سمت غرب می باشد”. پس ما حرکت هواپیما نسبت به زمین را می بینیم، یعنی حرکت هواپیما توسط ناظری که بر روی زمین قرار دارد مشاهده می شود، درحالی که ناظر و هواپیما هر دو همراه زمین درحال چرخش به سمت شرق هستند. (برای درک بهتر این موضوع بهتر است از مفاهیم پایه ای علم دینامیک مانند سرعت نسبی، سرعت مطلق و مفهوم “ناظر” مطلع باشید.)

زمین با سرعت حدود ۱۶۰۰ کیلومتر بر ساعت به سمت شرق می چرخد. اتمسفر بالای آن هم دقیقا با خود سیاره در حال حرکت می باشد، پس هواپیمایی که به سمت غرب پرواز می کند، در واقع هنوز هم در حال حرکت به سمت شرق است، فقط از هوای دور و بر خود آرام تر به سمت شرق حرکت می کند. مثلا هواپیمایی که با سرعت ۹۲۵ کیلومتر بر ساعت به سمت غرب می رود با توجه به سرعت زمین که ۱۶۰۰ کیلومتر بر ساعت به سمت شرق بود، هنوز با سرعت ۶۷۵ کیلومتر بر ساعت به سمت شرق در حال حرکت می باشد!

جریان های “جت”

دوما، ما jet stream ها یا جریان های هوای تونلی شکلی در اتمسفر داریم که در انجا هوای سرد و گرم به هم برخورد می کنند. این موضوع می تواند یا در جهت حرکت هواپیما، به حرکت آن کمک کند و یا در خلاف جهت حرکت هواپیما باشد. چرخش زمین این بادها را به شکل چرخشی هل می دهد، یعنی این بادها شبیه گردبادهایی که در توفان دیده اید حرکت می کنند. در نیمکره ی شمالی زمین، jet stream به سمت شرق حرکت می کند و باعث کمک به حرکت هواپیماهایی می شود که به سمت شرق می روند و همین طور در جهت مخالف هواپیماهایی که به سمت مغرب حرکت می کنند قرار دارد. سرعت jet stream ها چیزی بین ۱۳۰ تا ۲۲۵ کیلومتر بر ساعت می باشد و اگر بتوان در یکی از این jet stream های موافق پرواز کرد، در زمان، سوخت و هزینه ی پرواز می توان صرفه جویی کرد. برای بهره بردن از بیشترین سود jet stream ها، می توان در فصل زمستان از غرب به سمت شرق پرواز کرد. در این زمان تفاوت دمای هوای سرد و گرم بسیار زیاد می شود و همین امر موجب افزایش سرعت این بادها می شود.

منبع: curiosity.com