Země se otáčí kolem své osy ze západu na východ a díky této rotaci se střídá den a noc. Jedna taková rotace trvá přibližně 24 hodin, tedy jeden den. I přes to, že na rovníku se Země otáčí rychlostí 1656 km/h, může letadlo na přistávací dráze stát nehybně. To je dáno setrvačností, tedy neochotou hmotných těles změnit svůj pohybový stav [1].
Setrvačnost si nejlépe vysvětlíme na příkladu. Jsme v jedoucím vlaku, který jede rychlostí 130 km/h po rovné trati. Jelikož stojíme na podlaze vagonu, jsme s vlakem pevně spojeni (tvoříme jakoby jeden pohybující se objekt), proto se pohybujeme také stejnou rychlostí jako vlak. Co se ale stane, když dostaneme chuť na čerstvou kávu, kterou nám nalije číšník z konvice do pohárku? V okamžiku, kdy začne nalévat kávu, káva není nikterak spojená s vlakem, a proto by se neměla pohybovat stejnou rychlostí. Kdyby tomu tak bylo, káva by neskončila v pohárku, ale na opačném konci vagonu, než je směr jízdy. Avšak jak ze zkušenosti víme, číšník nám bez problémů kávu nalije. Jak je to ale možné? Za všechno může setrvačnost, díky které káva nabrala stejný pohybový stav (pohyb dopředu rychlostí 130 km/h), jako má jedoucí vlak a který neztratí pouhým naléváním z konvice.
Podobná situace se týká letadel, které letí v zemské atmosféře. Díky setrvačnosti mají letadla stejný pohybový stav jako otáčející se Země. To jinými slovy znamená, že letadlo zemskou rotaci „necítí“. Proto není důležité, jestli letadlo letí z východu na západ neboli proti otáčení Země, nebo ze západu na východ neboli shodně s jejím otáčením. Jinými slovy, kdybychom zanedbali například tryskové proudění v atmosféře, které na letadlo působí, letadlo by potřebovalo stejný čas, aby uletělo danou vzdálenost, bez ohledu na to, zda poletí na východ, nebo na západ.
Zážitek letadla a číšníkovy kávy se přeci jenom o něco liší – letadlo je totiž vystaveno proudění okolního vzduchu. Vskutku, náš experiment ve vlaku by dopadl významně jinak, pokud by náš vlak byl (poněkud neobvykle) konstruován jako kabriolet. V takovém případě by totiž káva pohárek nejspíš trefila jen se značnou obtíží, protože by ji proudění vzduchu strhávalo. Vzduch je sice na první pohled „skoro takové nic“, ale přesto má nějakou nezanedbatelnou viskozitu (odpor ke změně pohybu v kapalinách a plynech), a proto se točí se Zemí – kdyby tomu tak nebylo, tak by větry o rychlosti srovnatelné s rychlostí Země měly katastrofální účinky! A proto, když se horkovzdušný balón vznáší v atmosféře, činí tak nad jedním místem na Zemi a Země mu jaksi neodcestuje. To samé však neplatí pro družici, která obíhá Zemi nad hranicí atmosféry ve vzduchoprázdnu. Když se bude družice jenom vznášet na místě, nebude se tak dít nad jedním místem na Zemi, jelikož Země se bude pod družicí otáčet. Družice, které chtějí zůstat nad jedním místem na Zemi, musí obíhat po tzv. geostacionární dráze rychlostí zhruba 3000 km/h [2] – proč tomu tak je, to už ale souvisí s orbitální mechanikou (tím, jak se družice ve vzduchoprázdnu bez opory vzduchu ubrání pádu na Zemi) a to je mimo záběr této odpovědi.
Pro Zeptej se vědce odpovídal Vítek
Zdroje:
[1] https://www1.grc.nasa.gov/beginners-guide-to-aeronautics/newtons-laws-of-motion/
[2] dotaz č. 894: https://zeptejsevedce.cz/dotazy-a-odpovedi/proc-druzice-drzi-nad-jednim-mistem-na-zemi/
Další čtení prověřené autorem:
https://cs.wikipedia.org/wiki/Tryskov%C3%A9_proud%C4%9Bn%C3%AD