چرا هواپیماها در آسمان توقف نمی‌کنند تا زمین زیر پایشان بچرخد؟
چرا هواپیماها در آسمان توقف نمی‌کنند تا زمین زیر پایشان بچرخد؟
مجله علمی ایلیاد - این سوال برای سال‌ها ذهن مرا درگیر خود کرده بود. وقتی هواپیما در هوا قرار دارد، چرا باید اقدام به حرکت کند، در حالی که می‌تواند در فاصله‌ای امن در بالای زمین به شکل ثابت قرار بگیرد و منتظر چرخش زمین باشد و سپس با رسیدن به محل فرودش به زمین بنشیند؟
برای مثال، وقتی هواپیمایی از هند به سوی مصر پرواز می‌کند، می‌تواند به مدت ۶ ساعت در فاصله‌ای امن از سطح زمین در آسمان به‌صورت ثابت حضور داشته باشد؛ چرا که زمین در این بازه‌ی زمانی می‌چرخد و پس از پایان این مدت زمان، هواپیما بر فراز مصر قرار می‌گیرد. اگر در استوا و در جهت مخالف چرخش زمین حرکت کنید، زمین با سرعت چرخش ۱،۶۱۰ کیلومتر در ساعت به سمت شما می‌آید. با فرض اینکه هواپیما با سرعت ۸۰۰ کیلومتر در ساعت پرواز کند، چرا شما با سرعت ۲،۴۰۰ کیلومتر بر سرعت به سمت مقصدتان پرواز نمی‌کنید؟
دلیل اینکه هواپیما نمی‌تواند در حالت ساکن باشد و بگذارد زمین از زیر آن بگذرد، مشابه همان دلیلی است که چرا توپ رها شده از بالای برج بلندی در پای برج به زمین می‌خورد و نه در فاصله‌ای بیشتر از آن؟
فرض کنید هواپیمایی روی باند فرودگاهی در استوا توقف کرده است، در ظاهر به نظر می‌رسد که این هواپیما در حالت ساکن قرار دارد، اما در واقع آن هواپیما با سرعت ۱،۶۱۰ کیلومتر در ساعت در حال حرکت به سمت شرق است. وقتی هواپیما از زمین بلند می‌شود، هنوز از سرعت خود به هنگام حضور روی زمین بهره می‌برد. برای اینکه به سمت شرق پرواز کند، باید سرعتش را متناسب با سطح زمین افزایش داده و از آن سرعت فراتر رود. هواپیما در هنگام حرکت به سوی غرب، می‌بایست سرعت خود را نسبت به وقتی که روی زمین بود، کاهش می‌دهد.
بگذارید آزمایشی ذهنی انجام دهیم. سه پله‌ی برقی روشن را در نظر بگیرید که هر سه به یک‌سو حرکت می‌کنند و روی هر کدام از آن‌ها هم یک نفر ایستاده است. حالا بگذارید نفر حاضر در پله‌ی سمت چپ، هم‌جهت با حرکت پله‌برقی به جلو حرکت کند، فرد وسط در جای خود بایستد و فرد حاضر روی پله‌ی سمت راست، در جهت مخالف پله‌ها حرکت کند. همه افراد در جهتی حرکت می‌کنند که مسیر حرکت می‌کند، اما دو نفر در مقایسه با فردی که ایستاده است، به ترتیب با سرعت بیشتر و سرعت کمتری حرکت می‌کنند. وقتی هواپیما روی زمین می‌نشیند، همانند فردی است که در مسیر متحرک، به‌صورت ساکن ایستاده است. دو فردی که در جهت حرکت پله‌ها و جهت مخالف حرکت آن‌ها راه می‌روند، مانند هواپیماهایی هستند که در آسمان به سمت شرق یا غرب می‌روند.
در هر صورت یک هواپیما پس از برخواستن، دارای سرعت اولیه‌ای مشابه سرعت حرکت وضعی زمین است. پس فرض اینکه هواپیما را در آسمان متوقف کنیم تا زمین زیر پایش حرکت کند، اساسا یک فرض اشتباه است. زمین، انسان‌ها، کوه‌ها، اتمسفر و هواپیما، همگی این سرعت را به شکل ذاتی دارند و با رفتن یک هواپیما به آسمان، تغییری در این حرکت ایجاد نمی‌شود. (قانون لَختی یا قانون اول نیوتن)
نوشته: لاورا اسپیتلر
ترجمه: منصور نقی‌لو - مجله علمی ایلیاد
ترجمه: منصور نقی‌لو - مجله علمی ایلیاد