Simple science: If the Earth turns east, why don’t planes travel faster towards the West?

حسنًا، يتوجب عليك ترك ما بيدك والتركيز في السطور التالية بعض الشيء!

إذا كانت الأرض تدور تجاه الشرق بسرعة 1180 كم/سا، وكنا نستقل طائرة تطير باتجاه الغرب؛ ألا يجدر بنا الوصول إلى وجهتنا بشكل أسرع بما أنها تتحرك حرفيًا باتجاهنا؟

الإجابة المختصرة هي لا، لأن الطائرة نفسها تتأثر بدوران كوكب الأرض باعتبارها جزء منه، أي أننا نتحرك بعيدًا عن وجهتنا في الوقت نفسه الذي تتحرك فيه وجهتنا إلينا!

فبينما تدور الأرض نفسها بسرعة 1180 كم/سا إلى الشرق، فإن سطح الأرض نفسه وكل ما عليه يسافرون بسرعة أكبر حتى 1670 كم/سا! حتى الهواء فوق الأرض يسافر بهذه السرعة تقريبًا باتجاه الشرق. لذا، كي تنتقل أي طائرة إلى أي مكان، فإنه يتوجب عليها السفر بسرعة تتناسب مع سرعة الأرض من تحتها.

فلنقل مثلًا إن الطائرة تسافر بسرعة 160 كم/سا، فلأنها تتحرك بالفعل مع كوكب الأرض بسرعة 1670 كم/سا (بما أنها ضمن الهواء الذي يتحرك بهذه السرعة مع دوران كوكب الأرض)، بالإضافة إلى تلك السرعة الإضافية البسيطة (160 كم/سا)، سيمكنها في النهاية التقدم والوصول إلى مكان في النهاية! وعلى الطرف الآخر، إذا ما كانت تسافر ناحية الغرب (عكس دوران الأرض)، فإنها في الواقع تتحرك بسرعة 1670 كم/سا ناقص 160 كم/سا! أي أن السفر إلى الغرب أبطأ من السفر إلى الشرق في الواقع!

بهذا، فالطائرة بطيرانها إلى الغرب، فهي في الواقع تدور تجاه الشرق مع كوكب الأرض لكن بسرعة أقل! الاستثناء الوحيد هنا هو أن تكون في أحد القطبين الشمالي أو الجنوبي للأرض أو في نطاق أقل من 10 أميال، فبما أنك حرفيًا على قمة الكرة الأرضية، ستتحرك فعليًا إلى الغرب. لكن ما سبب هذا؟

تأثير كوريوليس!

تأثير كوريوليس Coriolis Force هو ظاهرة تتسبب في جعل السوائل كالماء والهواء تنحرف بينما تتحرك عبر أو فوق سطح الأرض. إليكم الفكرة الأساسية ببساطة: الأرض تدور باستمرار حول محورها من الغرب إلى الشرق، لكن بما أن الأرض كرة وعرضها أكبر عند المنتصف، فإن المناطق الموجودة عند خط الاستواء في منتصف الكرة الأرضية تدور بسرعة أكبر من تلك المناطق الموجودة قرب القطبين. وبالتبعية، كل ما يوجد في أجواء هذه المناطق يخضع لهذه السرعات المتفاوتة لدوران الأرض، وهذا يشمل الهواء أعلى هذه المناطق والطائرات التي يحملها هذا الهواء!

للسبب نفسه، تتفاوت المدة التي تستغرقها الطائرات لقطع نفس المسافة في أماكن مختلفة بين دول في نصف الكرة الشمالي ونصفها الجنوبي؛ فهذا يعتمد على تيارات الهواء وسرعتها والتي إما أن تكون في صف الطائرة وتتحرك معها، أو ضدها فتخلق مقاومة أكبر ووقتًا أطول بما أن الطائرة تسافر عكس الاتجاه الذي يتحرك به الهواء الذي يحملها ويتحرك بها مع دوران الأرض!

هكذا ترون أن سرعة الطائرة محكومة بدوران الأرض، بما أنها لا تسير بشكل مستقيم أبدًا إلا بالمقربة من القطبين فقط!

تم تعديل الصور الواردة في المقال لصالح عالم الإبداع، والصور الأصلية ملكية لقناة MinutePhysics على يوتيوب، من الفيديو التالي: