비행기가 지구가 자전하는 방향으로 날아가면 지구 반대편까지 가는 시간이 크게 짧아지나요?

Question

지구가 계속 자전하고 있으니 공중에 떠 있는 비행기가 지상에 대해 움직이지 않는다면 지구가 밑으로 돌아갈 것 같은 생각이 듭니다. 실제로는 대기 자체도 지구와 함께 움직이기 때문에 단순히 그렇게 되지 않는다고 하는데 관성계 관점에서 정확히 어떻게 설명되는지 궁금합니다

Answer 1

안녕하세요. 이수민 전문가입니다.

질문에서 이미 답의 방향을 정확히 짚으셨어요. 비행기는 지면이 아니라 공기 속을 날아가는데, 그 공기가 지구와 함께 돌고 있어서 자전의 이득을 볼 수 없는 거예요.

관성 관점에서 보면 이래요. 활주로에 서 있는 비행기는 이미 지구 자전 속도로 움직이고 있어요. 적도 기준 시속 1600km가 넘는 속도인데, 주변 공기도 지면도 관제탑도 전부 같은 속도로 움직이니 아무도 그걸 느끼지 못해요. 달리는 KTX 안에서 공을 위로 던지면 공이 뒤로 날아가지 않고 그대로 손에 돌아오는 것과 같아요. 공은 이미 열차의 속도를 갖고 있으니까요. 비행기가 이륙해도 자전 속도는 그대로 유지된 채 거기에 비행 속도를 보태는 것뿐이라, 동쪽으로 가든 서쪽으로 가든 공기에 대한 속도는 똑같아요.

그래서 자전 자체는 비행시간을 줄여주지 않아요. 실제로 동쪽 비행이 빠른 건 자전 때문이 아니라 제트기류라는 강한 서풍을 타기 때문이에요. 인천에서 미국 갈 때가 올 때보다 두 시간쯤 짧은 게 이 바람 덕분이죠. 다만 이 제트기류가 생기는 근본 원인에는 자전이 관여하니, 자전이 아주 무관하다고는 할 수 없는 셈이에요. :)