Узнайте, что произойдет, если вы прыгните в туннель через центр …

Многие из нас, будучи детьми, попытались бы вырыть наши песочницы, чтобы добраться до центра Земли, что, очевидно, практически невозможно. Интересной целью для этого было бы попасть в страну именно с противоположной стороны от вас. Прямой маршрут всегда самый быстрый, верно? Вы можете выяснить, в какой стране он окажется, но если вы решите пойти по этому пути, вы, возможно, захотите немного лучше понять гравитацию и центр Земли.

Источник: Журнал Discover

Мы можем спокойно рассмотреть мяч вместо того, чтобы просто бросить бедного человека в этот ужасающий туннель. Зная, что рыть туннель такого размера через центр планеты далеко от реальности, мы сделаем некоторые предположения, чтобы помочь вам лучше понять сценарий. На тело, падающее через центр, будут воздействовать различные силы, в том числе центробежная сила из-за вращения Земли, трения, сил Кориолиса и т. Д. Предполагая, что все эти эффекты пренебрежимо малы (ноль), а также игнорируя тот факт, что плотность Земли неоднородна, простой ответ заключается в том, что тело будет двигаться в простом гармоническом движении (SHM), приходя и уходя до конца.

Пока вы находитесь на поверхности Земли, сила тяжести определяется количественно F = G (м1 * м2) /г ^два) Но когда вы двигаетесь под поверхностью, сила уменьшается по мере продвижения к центру в соответствии с соотношением F = G (4 * пи * р * ро * м) /3эквивалентно F = кр, если вы берете все константы как «к».

Сила притяжения будет линейно уменьшаться по мере продвижения к центру, а скорость достигает своего максимума примерно 7900 м / с, когда достигает центра. Это займет около 84,5 минуты чтобы перейти на другую сторону со скоростью, уменьшающейся по мере удаления от центра. Когда вы доберетесь до другой крайности, вам понадобится серьезная поддержка, чтобы удержаться, или вы вернетесь для еще одной 84-минутной поездки, и это будет происходить снова и снова.

Проще говоря, гравитация Земли увлекла бы любой объект, который упал в ее центр. Когда объект достигает центра, скорость будет увеличиваться. Объект достигнет максимальной скорости в центре, и когда он начнет двигаться в противоположном направлении, он замедлится, достигнет конца и упадет обратно в отверстие.

Следующее видео Мэтта Андерсона объясняет ту же теорию чуть более подробно.