17.各种角度

现在如果你看到的直线下落物体被别人说成非直线下落，你也许会很纳闷。但是如果他并没有跟着地球一起自转，那么他说的的确可能是对的。现在观察图24，某球从500米空中下落，现在它参与了两个运动，一个是跟随着地球的运动，另一个是它的自由落体运动。当然，我们在观察这个球的时候并不会观察到它跟随了地球的自转运动，因为我们也在跟随，人和球在地球自转速度方向上是相对静止的。当然，如果我们不在地球，不参与地球自转，那么我们看到的球就不是单纯的自由落体了。

众所周知，月球和地球一同绕着太阳旋转，并且月球并没有自转，只有绕地球公转。现在如果同样在地球释放某球，此时看到的球将不再是直线下落，而是有了两个方向的速度：向下的速度以及由西向东并且和地球表面相切的速度。并且，由于某球在竖直方向有加速度而在和地表相切的方向没有，导致其合成运动路径（在月球看到的路径）必为曲线，如图25。

现在再次讨论这个问题，假设我们带着望远镜并位于太阳上，那么我们不会参与地球的自转以及公转，导致如果某球从地球空中自由下落，我们将看到某球具有三个分速度：

图24　对位于地球上的观察者来说，自由下落的物体是沿直线运动的

垂直下落的匀加速运动速度；

自西向东和地面相切的速度（图26）；

地球公转速度。

图25　在月球上的观察者看来，这条路线是曲线状的

通过第一个运动，我们可以求得某球从开始抛出到停止的下落时间为10s，整个过程中的平均速度不过是50m/s即0.05km/s左右，那么，按照莫斯科的纬度，地球自转速度为0.3km/s，公转速度30km/s，于是和前两个运动相比，某球因为地球公转的速度更加明显（速度大），于是我们看到的情况如图27。虽然图27有些错误（10秒内地球不可能运动这么远，只能运动300km。只是为了更清楚地理解问题，才忽略了这一问题），但是却不影响我们的判断。此时地球向左运动，某球下落的500m并无法明确察觉，因为某球向左移动了300km。

图26　地球上自由下落的物体，还要沿着跟地面相切的方向运动

图27　从太阳上观察图24中所示的地球上垂直下落的物体（没有注意到比例尺）

当然，如果我们脱离太阳，我们将发现某球的第四种运动：相对于我们所处星球的运动。这个运动的运动速度和方向的影响因素很多，要看太阳系和某星球的相对运动。现在我们画出大概的某球运动图图28。此图假设太阳系和所在星球间相对运动速度100km/s，也就是说某球10s内就将运动1000km，很显然会使某球本就复杂的运动轨迹变得更复杂。当然，如果我们位于别的星球，可能情况又会不一样。

图28　从遥远的某球上观察地球上物体下落的路线

当然，如果这么一连串的假设下去，我们可以将某球的运动变得越来越复杂。但是这并不必要，因为我们经过前边这些假设已经得知：观察物体的角度不同，得到的物体运动轨迹也不同。