地球の自転と飛行距離の関係

sionomi909さん

地球の自転と飛行距離の関係／herukaientaiさんの質問番号 1435746024への回答

宇宙ロケットのほうが簡単なので、そちらから説明します。
宇宙ロケット、人工衛星などは、地球の自転の影響を受けずにそれぞれの軌道を運動します。
静止衛星が実現できるのは、球の自転と同じ周期で回る軌道に乗っているからです。

ただし、発射のときは、初速度として、地球の自転による分が加算されます。したがって、打ち上げのときは東向きに打ち上げたほうが大きな初速度を稼ぐことができます。
大陸間弾道弾で狙った地点に送ろうと思ったら、当然地球の自転を計算に入れないといけません。まっすぐ飛ばしたつもりでも、飛んでいる間に地球が回るので、地上から見れば飛び方はまっすぐではありません。そのことを考慮に入れて飛ばす必要があります。本当はまっすぐ進んでいるものが、地表の固定点から見れば曲がって進んでいるように見える現象を、見かけの力の存在で説明し、これをコリオリの力と呼んでいます。

飛行機は空気の中で飛ぶものですから、空気に対する速度が問題となります。空気は地球の自転から取り残されているわけではありません（それなら地表では常に東風が吹くはず）。逆に、中緯度では偏西風になっています（つまり、空気が地球の自転より速く東に流れている）。日本とアメリカの間では、東に向かうほうが早く着くのは偏西風のためです。

なお、偏西風が西風なのは地球の自転の影響です。飛行機は、間接的に地球の自転の影響を受けていることになります。

また、地表に固定した座標系で見れば、もちろん飛行機にも地球の自転によるコリオリの力は働きますが、北極・南極を秒速300mで飛んでも飛行機の自重の0.4％程度なので飛行機を少し傾ければキャンセルできます。

ハンマー投げ等については、東に投げれば地球の自転分の初速度が加わることになりますが、グラウンドが地球と一緒に回転しているのですから、東に投げたからといって何も有利にはなりません。