如果你跳进穿过地心的隧道,看看会发生什么

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我们中的许多人在孩提时代都曾试图从沙箱中挖洞,以到达地球的中心,显然这几乎是不可能的。这样做的一个有趣的目的是到达你正对面的国家。直的路总是最快的,不是吗?你可以算出你最后会去哪个国家,但如果你决定走这条路,你可能需要更好地理解重力和地心。

来源:《发现》杂志

我们可以考虑用球代替把一个可怜的人扔进可怕的隧道。我们知道,在地球中心挖一个这么大的隧道在现实中是不可能的,我们将做一些假设来帮助更好地理解这种情况。从地心坠落的物体会受到各种各样的力,包括由于地球自转而产生的离心力、摩擦力、科氏力等。假设所有这些影响都可以忽略不计(零),同时忽略地球密度不均匀的事实,简单的答案是,天体将以简谐运动(SHM)的方式来回穿梭。

当你在地球表面以上时,重力可以通过这种关系来量化FG (1 *2) /r ^2.但是一旦你移动到表面以下,力会随着你向中心移动而线性减小FG4 *π*r *ρ*/3.,等于F = kr,如果你把所有的常数都取为k

当你向中心移动时,引力线性减小,当你到达中心时,速度达到最大,约7900米/秒。大概要花些时间84.5分钟到达另一边的速度随着你远离中心而降低。当你到达终点时,你需要一些有力的支撑才能坚持住,否则你就会一路回来再骑84分钟,这种情况会一次又一次地发生。

简单地说,地球的引力会把任何物体拉到它的中心。当物体到达中心时,速度会继续增加。物体会在中心达到峰值速度,当它开始向相反的方向移动时,它会减速,到达终点,然后再次掉回洞中。

下面马特·安德森的视频更详细地解释了同样的理论。

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2的评论

  1. 回复

    当你到达地心时,大气会发生什么变化?仅按每公里6.5°C的正常递减率计算,地球中心的空气温度就足以将任何试图通过的东西化为灰烬。在这个深度的大气密度足够高,以至于大多数下落的物体在到达地球中心之前很久就会减速停下来。

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