Для того чтобы пассажиры в самолете всегда видели Солнце в зените, самолет должен двигаться с такой же угловой скоростью, с какой Земля вращается вокруг своей оси, но в противоположном направлении. Это значит, что самолет будет компенсировать вращение Земли, оставаясь в фиксированной точке относительно Солнца.
Определение угловой скорости вращения Земли:
Земля совершает полный оборот (360 градусов) вокруг своей оси за 24 часа. Угловая скорость (\omega) можно рассчитать как:
[
\omega = \frac{360 \text{ градусов}}{24 \text{ часа}} = 15 \text{ градусов в час}
]
Чтобы использовать в расчетах, угловую скорость нужно перевести в радианы в секунду:
[
\omega = \frac{2\pi \text{ радиан}}{24 \times 3600 \text{ секунд}} = \frac{\pi}{43200} \text{ радиан в секунду}
]
Рассчет линейной скорости на экваторе:
Линейная скорость (v) связана с угловой скоростью (\omega) следующим образом:
[
v = \omega \times R
]
где (R) — радиус Земли, равный 6400 км (или 6,400,000 метров для удобства расчетов в системе СИ).
Подставим значения:
[
v = \frac{\pi}{43200} \times 6,400,000
]
[
v \approx \frac{3.14159}{43200} \times 6,400,000 \approx 465.1 \text{ м/с}
]
Преобразование в привычные единицы измерения:
Для перевода скорости в километры в час:
[
v = 465.1 \text{ м/с} \times \frac{3600 \text{ с}}{1 \text{ час}} = 1674.36 \text{ км/ч}
]
Таким образом, самолет должен двигаться со скоростью приблизительно 1674 км/ч в западном направлении вдоль экватора, чтобы пассажиры всегда видели Солнце в зените.