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这个问题很好回答：不考虑风速风向气压等因素，同等距离，相对于地球表面以相同速率，飞机逆地球自转方向和顺地球自转方向飞行用的时间是一样的。别说是普通飞机这个高度（15公里以下），即使航天飞机、宇宙飞船和卫星也是如此。
航天飞机
这就是相对性原理：在相对于太阳自转的地球参考系中和相对于太阳不转的地球参考系中，物理定律的表达式是一样的。也就是说从地球起飞的飞机无法判断地球是否在自转。同等距离，相对于地球表面以相同速率不管是逆还是顺地球自转方向飞行所用的时间将是一样的。
飞机绕地球飞行属于普通力学的低速运动，伽利略相对性原理就能解决，伽利略相对性原理中空间和时间的量度是不变的，因此两个运动方向的位移虽然是相反的，但距离和时间的大小是不变的。
那改变的是什么？大家都知道航天飞机和卫星围绕地球运转的最低速度为第一宇宙速度，大小为7.9千米/秒，这个速度大小是相对于地球质心的（这时把地球看成一个质点），不是相对于地球表面的。也就是说相对于地球表面以相同的速率分别去顺地球自转方向和逆地球自转方向飞行，顺地球自转方向的相对于地球质心的速度要大于逆的。如果在地球赤道发射卫星，都以相对于地面以7.9千米/秒的速率分别顺和逆地球自转方向飞行，其结果只有顺地球自转方向发射的卫星才能进入轨道，其相对于地球质心的速度为7.9+0.46=8.36千米/秒（赤道位置的自转线速度为0.46千米/秒），而逆的只有7.9-0.46=7.44千米/秒，小于第一宇宙速度，因此进入不了轨道。因此人们总是选择顺地球自转方向发射卫星，这样可以借助地球自转节省燃料提高有效载荷，并且尽量选择靠近赤道低纬度的地方修建发射场，这是因为纬度越低地球自转的线速度越大。
位于赤道附近的库鲁航天发射场
由以上事实可知：顺地球自转方向飞行和逆地球自转方向飞行相比不同的只是相对于地球质心的速度的不同，因为它们是不同的参考系对同一种运动的不同观察结果。
从伽利略的力学相对性原理到狭义相对性原理，再到广义相对性原理，爱因斯坦把它推广到包括非惯性系在内的所有参考系，他认为这是一个普遍性原理。他吸收了马赫原理的闪光思想，认为相对性原理和惯性有着深层次的关系。马赫认为时间和空间的几何不能先验地给定，这由物质的运动决定，他的观点是物体的运动不是绝对空间中的绝对运动，而是相对于宇宙中其他物体的相对运动，因而速度是相对的。在非惯性系中物体所受的惯性力不是虚拟的，而是一种引力的表现，是宇宙中其他物质对该物体的总作用，物体的惯性不是物体自身的属性，而是宇宙中其他物质作用的结果。
物体离地球引力范围越远，地球对物体的引力影响越小，地球施加在物体上的自转惯性越来越不明显，而别的天体对物体的引力影响越明显，所以物体的惯性会变得很复杂，另外物体的运动速度对时空的影响也不容忽视，这时相对性原理就要用广义相对论来阐释。空间收缩时间膨胀，时空的相对性越来越明显，“同等距离”和“同时”变得没有意义。因此严格说起来飞机沿两个方向的飞行距离和时间都将“不一样”。
最后一点补充：实际情况又如何呢？
上面的回答是在理想状态的情况，比如不考虑风向风速气压以及保证相同速率的情况。但在现实中的情况又如何呢？
经常坐飞机的朋友都有体会，顺着地球自转方向飞行用的时间一般都比逆着自转方向飞行用的时间短，比如从上海向东（顺地球自转方向）飞往美国洛杉矶只需12个小时，而从洛杉矶飞上海却需要14个小时。大家不要误会，顺着飞并不是距离变短了，而是飞机的速度飞得快而已，所以我开头就强调不考虑别的因素，只说用相对于地面的相同速率飞行，但在实践中要想达到相同速率，逆向飞时飞机消耗的功率肯定要大，因为它相对于地球质心的速度要小，产生的离心趋势就小，飞机为克服重力需要的发动机功率就大。所以飞机在实际飞时肯定不追求来回速度非得一样大。伽利略相对性原理适用于惯性系中，飞机绕地面飞行严格说起来属于非惯性系，所以我只是用伽利略相对性原理近似的解释，因为飞机速度毕竟还是低速，所以在回答的后半部分，我说过严格说起来是不一样的。
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