विमानाची उडल्या जागी राहून पृथ्वीप्रदक्षिणा ?!

Submitted by गजानन on 5 January, 2016 - 10:23

पृथ्वी स्वतःभोवती फिरते. समजा एका विमानाने (न जाणो त्याच्या खाण्यात काय आले!) जमिनीशी एकदम काटकोनात सरळ रेषेत उड्डाण केले आणि काही किलोमीटर उंचीवर जाऊन (उदा. ५ किमी उंचीवर एका बिंदूशी) ते स्थिर झाले, (ना आगे, ना पिछे, ना उपर, ना नीचे) तर ते पृथ्वीच्या पृष्ठभागापासून दुरावलेल्या अवस्थेत राहील. मग ते बराच वेळ असेच राहिले तर स्वतःभोवती फिरणार्‍या पृथ्वीचा पृष्ठभाग विमानाच्या खालून पुढे सरकत राहील का? आणि अजून बराच वेळ विमान आकाशात त्याच बिंदूवर स्थिर राहिले तर पृथ्वीच्या परिवलनाच्या वेगाचा, त्या वेगाने उड्डाणापूर्वी विमानाला प्राप्त झालेल्या जडत्वाचा आणि पृथ्वीच्या गुरुत्वाकर्षणाच्या प्रभावाचा विचार करता, विमानाची त्या बिंदूवर स्थिर असूनही पृथ्वीप्रदक्षिणा पूर्ण होईल का?
.
.

Group content visibility: 
Public - accessible to all site users

oh! I got you now. (sorry phone warun type kartoy tyamule English madhye lihava Lagtay)
so I guess I have to tweak my answer a little bit. So if the plane generates so much force against gravity that it only manages to hold its own weight in the air, it will stay still in reference to the point where it took off from and will just move with the earth as it rotates.
Now if the plane generates so much force that along with its holding its own weight, it's also able to counteract gravitational force of the earth, it will witness a whole turn of the earth right where it is. So in this case, like the sun, it will be seen setting and rising rise. Happy
(laich danger energy laagel tya plane madhye)

Holding its own weight is same as gravitation. Isn't it? It has to surpass gravitation as well move in equal but opposite direction wrt earth to rise and set. Or in other words remain stable wrt point in free space.

It has to surpass gravitation as well move in equal but opposite direction wrt earth to rise and set. Or in other words remain stable wrt point in free space. >> Frame of reference here is earth. When plane is stationary on the surface of Earth it still has same speed it still has speed from sitting on the ground. (latitude).
So if plane goes up in air (assume gravity is counter balanced). It will still be moving at speed of earth. If it increases its speed relative to the surface of the Earth, it will travel Eastwards. If it decreases its relative speed, it will travel westward. In other words, गजाभाऊंची प्रदक्षिणा करण्यासाठी विमानाला प्रुथ्वीच्या अधिक वेग निर्माण करावा लागतो. प्रुथ्वीच्या वेगाएव्हढाच वेग ठेवल्यास ते होते त्याच बिंदूच्या डोक्यावर राहील.

कदाचित ह्याने मुद्दा स्पष्ट होईल.
http://www.physicscentral.com/experiment/askaphysicist/physics-answer.cf...

Surpassing is right but why move?
In the first example, By holding its own weight I meant, to exert enough force to stand still in the air but "not" as much as to make the plane "not" move with the earth. It will be at the same position (with respect to the point it took off from) it was from day until night.

On the other hand, in the second example,if so much force is exerted that it will surpass earth's gravitation, it will just stay there and not move with the earth, then, just like the sun it will been setting and then rising.

Pruthvi firat (parivalan) karat asatana vimanachi pradakshina kashi hoil (gruhit dharata yeil)? Pradakshina Pruthvi chi hoil vimanachi nahi. Devalat jato tevha devane maajhya bhovati pradakshina ghatli ase kuthe mhanto? Jo firtoy tyachi pradakshina, jo sthir aahe (viman ) tyachi nahi ☺

Pruthvi chi pradakshina purn vhayala ek varsh lagel na? He udalele viman mhanje surya ka?

लय भारी धागा आणि अचाट आणि अतर्क्य उत्तरे पण (काही).
लहान मुले यांना असे काही तरी प्रश्न विचारत असतील तर त्यांना पण अचाट उत्तरे मिळत असतील. Wink

हीच चर्चा साधारण पणे हेलिकॉप्टर किंवा बलुन ही उदाहरणे देवुन होतात. वर अमेय ने सांगितल्याप्रमाणे वातावरण हे देखिल पृथ्वीच्या वेगाने फिरत असते. त्यामुळे तुमचे स्थान बदल होत नाही. पण लोकल कंडीशन्स (वारा) आयडीयल आहेत असे गृहित धरुन..... (अगदी ओझोन थराला पडलेले भगदाडे पण बर्‍यापैकि आहेत तेथेच आहेत. Wink )

एकदा एका शाळेत गेलो तेथी, सातवीतील (मराठी मिडीयम, साधी शाळा) एका मुलाने प्रश्न विचारला.

सर, पृथ्वीभोवतीचे वातावरण फिरत असते तर त्याचा फिरण्याचा वेग उंचीनुसार बदलत असतो का?

हा प्रश्न त्या वयात पडणे म्हणजे त्याला विषयाची खुपच खोलवर समज आहे.

तर काय असावे वरील प्रश्नाचे वैज्ञानिक उत्तर?

पृथ्वीभोवतीचे वातावरण फिरत असते तर त्याचा फिरण्याचा वेग उंचीनुसार बदलत असतो का?
<<< हो.वातावरणातील रेणुनवरती गुरुत्वाकर्षण लागते.अर्थात उंची वाढत जाईल तसा बलाचा भार कमी होतो. पण हे निग्लीजिबल आहे.म्हणून वातावर्णाचा वेग सापेक्षता बदलत नाही. भौगोलिक परिस्थितिने तो बदलू शकतो.

मी विमानात बसलो की पृथ्वी गोल दिसते का हे पहातो पण तिचा कर्व्ह दिसत नाही फक्त क्षितिज दिसते. ती फिरतानाही दिसत नाही. मला वाटत जसा चंद्र आपल्याला फिरताना दिसत नाही तशी पृथ्वी फिरत आहे हे जर चन्द्रावर जाऊन पाहिले तर ती फिरताना दिसणार नाही.

आमच्या योगाचे गुरुजी म्हणाले होते की आपण ओम का म्हणतो तर पृथ्वी फिरत असताना तिच्या फिरण्याचा आवाजातून जे कंप निर्माण होतात त्याचा आवाजही ओंकारासारखा दीर्घ असतो. म्हणून आपण जेंव्हा दीर्घ ओंकार म्हणतो तेंव्हा ते पृथ्वीच्या कंपात मिसळले जातात.

हे मी वर अवांतर केले आहे पण एकूणच स्पेसबद्दल मला खूप रस आहे आणि हा विषय कमालीचा गहन आहे.

मागच्या दोन आठवड्यापुर्वी मी रात्री ३ ला उठलो तो दिवस पौर्णिमेचा होता. खिडकीच्या गजातून चन्द्रबिंब दिसत होते. पाच मिनिटे तिथेच स्तिर मी उभा होतो तर चंद्र सरकला होता. खरे तर चंद्र फिरत होता असा जरी मला भास झाला पण तरीही चंद्राचे ते सरकने हे पुथ्वी फिरत होती म्हणून तो पुढे गेला होता. अर्थात चन्द्रही फिरतोच पण त्याची पृथ्वीच्या गतीपेक्षा कमी आहे.

गजानन, छान विषय.

विमान न घेता आपण दुसरी वस्तू घेऊन परत उदा. घेतले तर. जसे की. एक ५० किलोची अवजड वस्तु धातूचा गोळा गृहित धरू. तिला ताशी ५०० किमी वेगाने पृथ्वीच्या जमिनीला काटकोन करून एकदम सरळ आकाशात १०० किमी वर फेकल्यास परत खाली येताना ती वस्तु त्याच जागेवर आदळेल का. ?

विषय 'चर्चे'साठी चांगला.बर्‍याच दिवसानी परत येऊन चांगलं वाटलं. Happy
जयंत१ अवरोध शुन्य असेल तर गोळा काही दशांश मिमि अलिकडे पडेल. का? ते तुम्ही ठरवा.

>>>>> मला वाटत जसा चंद्र आपल्याला फिरताना दिसत नाही तशी पृथ्वी फिरत आहे हे जर चन्द्रावर जाऊन पाहिले तर ती फिरताना दिसणार नाही. <<<<<<
बी, चंद्राची पृथ्वीभोवती फिरण्याची गती व स्वतःभोवती फिरण्याची गती सारखी/समान असल्याने पृथ्वीकडे चंद्राची एकच एक बाजु कायम दिसत रहाते.

>>>> खरे तर चंद्र फिरत होता असा जरी मला भास झाला पण तरीही चंद्राचे ते सरकने हे पुथ्वी फिरत होती म्हणून तो पुढे गेला होता.
हे नेमके काय म्हणतो आहेस ते मलाच कळले नाही. पण हे पृथ्वी स्वतःभोवती फिरण्यामुळे २४ तासात पृथ्वीभोवतीचे ३६० अंशातील नक्षत्रपटल व ग्रहतारे चालत्या बसच्या खिडकीतुन मागे जाणारी झाडे दिसल्याप्रमाणे जागा बदलताना दिसतात, त्याबद्दल लिहिले असावेस.

>>>>>> अर्थात चन्द्रही फिरतोच पण त्याची पृथ्वीच्या गतीपेक्षा कमी आहे. <<<<<<
कोणती गती कमी आहे म्हणतोस? स्वतःभोवती फिरण्याची गती? की पृथ्वीभोवती फिरण्याची गती? की पृथ्वीसहित सूर्याभोवती फिरण्याची गती?
आणि कशाच्या सापेक्ष कमी आहे? पृथ्वीच्या स्वतःभोवती फिरण्याच्या गतीसापेक्श? का पृथ्वीच्या सूर्याभोवती फिरण्याच्या गतीसापेक्ष?

प्रश्न हायपोथेटिकल आहे हे खरे आहे. पण तसं इमॅजिन करायला अवघड जातंय.
पण पृथ्वीच्या स्वतःभोवती फिरण्याचं केंद्र जिथे आहे तिथे हा वेग कमीत कमी असेल (शून्य). तिथे स्थिर वस्तूचा वेग शून्य असेल असे म्हणता येईल. अंटार्क्टिकावर अ‍ॅम्युन्डसेन स्कॉट केंद्र हे शून्य वेगाने फिरते असं समजलं तर त्या वरील वस्तू शून्य वेगाने स्वतःभोवती फिरतात.

पण हवेत वस्तूने उड्डाण करायचं तर क्रिटिकल व्हेलॉसिटी हवी. एकदा ती प्राप्त झाली की वस्तू काही एका जागी थांबत नाही मग.. लैच अडचणी !

I haven't read the comments but Richard Branson has mentioned a similar concept in his autobiography "losing my virginity". He's the founder of Virgin Atlantic airlines. If it becomes possible to hold a plane in space and bring it back then flight times can be reduced by a significant magnitude. I don't know if this is possible but the idea surely has potential. It's interesting in the light of what SpaceX has achieved recently.

I haven't read the comments but Richard Branson has mentioned a similar concept in his autobiography "losing my virginity". He's the founder of Virgin Atlantic airlines. If it becomes possible to hold a plane in space and bring it back then flight times can be reduced by a significant magnitude. I don't know if this is possible but the idea surely has potential. It's interesting in the light of what SpaceX has achieved recently.>> सहीच आहे ही कल्पना.

लिंबुटिंबु तू लिहिलेले सगळे वेग विचारात घे.. स्वतःभोवती, सुर्याभोवती, पृथ्वीभोवती सगळे वेग.

गजाभौची कन्सेप्ट जुनीच आहे. ह्यावर मध्ये वाचले होते. जीने रिचर्डचे उदाहरण दिलेच आहे, पण अजूनही कुठे तरी मध्ये वाचले होते.

चर्चा रोचक आहे. Happy

मी विमानात बसलो की पृथ्वी गोल दिसते का हे पहातो पण तिचा कर्व्ह दिसत नाही फक्त क्षितिज दिसते. ती फिरतानाही दिसत नाही. >>

मित्रा बी, तू पृथ्वीवरून फक्त २८-३० किमी उंचीवरून उडत असतोस, तर ती कशी फिरताना दिसेल? शिवाय किनार्‍यावर बसून खूप मोठ्ठे जहाज देखील वेगात जाताना दिसत नसते, तसेच मग चंद्रावरून पृथ्वी देखील दिसणार नाहीच ना.

चेंडू पुष्कळ उंच फेकला तर नाही पडणार परत बस मध्ये. (करुन बघितलेलं आहे फिदीफिदी ) >>. अरे टप असेल की, की विना टपाची बस होती. विना टपाच्या कार मध्ये मी ही करून बघितले आहे. बॉल बाहेर पडतो.

डॉ.नारळीकरांच्या 'आकाशाशी जडले नाते'मध्ये अगदी सुरुवातीला एक त्यांचा अनुभव दिला आहे.त्यात विमानातून सूर्य मावळताना आणि त्याच वेळी क्षणभर उगवताना कसा दिसला याचं वर्णन आहे.

कॉलिंग आश्चिग कॉलिंग आश्चिग....

ह्या प्रश्नाचे योग्य पद्धतीत सगळ्यांना समजेल असे उत्तर ही व्यक्ती नक्कीच देऊ शकेल..

मित्रा बी, तू पृथ्वीवरून फक्त २८-३० किमी उंचीवरून उडत असतोस, तर ती कशी फिरताना दिसेल? शिवाय किनार्‍यावर बसून खूप मोठ्ठे जहाज देखील वेगात जाताना दिसत नसते, तसेच मग चंद्रावरून पृथ्वी देखील दिसणार नाहीच ना.>> बरोबर केदार!! मला वाटत पृथ्वी फिरत आहे हे कुणि बघूच शकत नाही.

मला वाटतं विमान एका जागी स्थिर ठेवण्याचाच प्रश्न आहे !!!

प्रत्यक्षात वेळेच्या फरकामूळे मजेशीर अनुभव येतात खरे. मुंबई दुबई प्रवासाला साधारण ३ तास लागतात. पण जाताना घड्याळातला फरक १ तास तर येताना जवळजवळ चार तास असतो !

झुरीक ते लेगॉस हा प्रवास एकाच टाईम झोनमधे होत असल्याने, घड्याळ अ‍ॅडजस्ट करावे लागत नाही.

थोडक्यात पूर्वेकडून पश्चिमेकडे जाताना, "घड्याळ्यातला वेळ" कमी तर पश्चिमेकडून पुर्वेकडे येताना मात्र जास्त लागतो.

एक उदाहरण.. विमाने बदलत आलो तरी मी एकाच दिवशी ऑकलंड, सिडनी, सिंगापूर आणि मुंबईला येऊ शकतो.. जाताना मात्र ते शक्य नाही.

मला वाटतं विमान एका जागी स्थिर ठेवण्याचाच प्रश्न आहे !!!>> पण बरेच पक्षी एकाच जागेवर आकाशात स्थिर राहताना मी पाहिले आहे. खूप वेळ स्थिर नाही राहू शकत पण काही वेळ तरी राहू शकतात. जसे की एका पायावर आपण काहे वेळ उभे राहू शकतो खूप वेळ नाही.

चेंडू पुष्कळ उंच फेकला तर नाही पडणार परत बस मध्ये. (करुन बघितलेलं आहे फिदीफिदी ) >>. अरे टप असेल की, की विना टपाची बस होती. विना टपाच्या कार मध्ये मी ही करून बघितले आहे. बॉल बाहेर पडतो. >>
तो बाहेर पडतो कारण वार्‍याचा अवरोध.

मुळात पृथ्वीवर स्थिर असलेल्या कुठल्याही वस्तुला खालिल वेग आहेतः

१. पृथ्वीचा स्वतःभोवतीचा वेग (परीवलन).
२. पृथ्वीचा सुर्याभोवतीचा वेग (परीभ्रमण).
३. सुर्याचा आपल्या आकाशगंगेच्या केंद्राभोवती फिरण्याचा वेग.
४. आपल्या आकाशगंगेचा युनिव्हर्सल सेंटरभोवती फिरण्याचा वेग.

कुठल्याही वस्तुला या बलापासुन मुक्त व्हायच असेल तर त्या-त्या बलावर मात करण्याईतका वेग मिळवावा लागतो ज्याला एस्केप व्हेलॉसिटी म्हणतात.

जेव्हा हेलीकॉप्टर फक्त वर ऊडते तेव्हा ते पृथ्वीवरच्या एका बिंदूशी ९० अंशाचा कोन करून असते आणि ते पृथ्वीच्याच वेगाने फिरत असते. त्यामुळे ते पृथ्वीवरुन बघता स्थिर दिसते. जर त्याला मुळ प्रश्नात विचारल्याप्रमाणे पृथ्वीपासुन मुक्त करुन स्थिर करायचे असेल तर त्याला आधी पृथ्वीच्या एस्केप व्हेलॉसिटी ने बाहेर पाठवावे लागेल. मग त्याच्या दृष्टीने तो स्थिर होईल आणि पृथ्वी फिरेल.

खरं तर आपण फक्त relative motionच समजु शकतो. आपण जेव्हा एखाद्या गोष्टीचा वेग म्हणतो तेव्हा त्यात एक with reference to हे दडलेले असते.

---
कानडा

Pages