Что будет с предметом, неподвластным температуре, если его кинуть в сквозное отверстие в Земле, проходящее через ядро?

Ответить
Ответить
Комментировать
0
Подписаться
2
3 ответа
Поделиться

Помимо устойчивости предмета к повышенным температурам и давлению, предстоит решить вопрос выхода на поверхность через это отверстие расплавленных магматических пород и прочего. 

На этот вопрос ученые уже многократно давали ответ. Предмет, брошенный в подобный сквозной туннель будет ускорятся до тех пор, пока не достигнет центра земли а после начнет замедляться. Учитывая, что в условии задачи нет откачивания воздуха и создания вакуума в туннеле, в дело вступит еще и торможение предмета об воздух. в конечном итоге, после нескольких падений туда-обратно предмет останется где то в центре земли.

14
0

Спасибо за ответ, очень давно мучает)

+2
Ответить

К перечисленным неразрешимым проблемам можно добавить еще два:  Кориолисова сила неизбежно создаст трение падающего объекта о стенки и, если не откачать воздух, плотность воздуха в центре будет выше плотности стали. Так что шансы попасть в США без визы, используя тунель через центр Земли, равны нулю.

+4
Ответить

Ещеб узнать из чего внутреннее ядро земли состоит заодно.

+1
Ответить
Ещё 6 комментариев

с чего это вдруг плотность воздуха будет выше чем плотность стали? он там вообще не будет плотнее.

0
Ответить

Атмосферное давление на уровне моря около 1 кг/см^2. Это давление соответсвует высоте столба воздуха около 10 км, при постоянной плотности воздуха на уровне моря (1.23 кг/м^3). А теперь представьте вес вертикального столба воздуха на глубине 1000 км под землей. В грубом приближении той же постоянной плотности атмосферы минимальный вес этого столба воздуха с сечением 1 см^2 будет около 100 кг. Точные расчеты плотности весьма трудно провести. Но для примера, в центре Солнца, плотность плазмы около 150 г/см^3, что почти в 20 раз больше плотности железа.

+1
Ответить

Мне почему то кажется что вы ошибаетесь, это ядро большой плотности, так как сила гравитации пытается сжать землю к центру, но если мы прорываем сквозь землю туннель и закрепляем его стенки идеальным материалом чтоб он не схлопнулся под давлением, то сила гравитации будет падать к центру земли, так как будет компенсироваться, т.е. давление воздуха в нашем туннеле ближе к центру будет только падать. Впрочем не уверен что я прав, нужно задать такой вопрос.

0
Ответить

Ядро Земного шара предполагается твердым, железным при плотности 13 г/см^2. Это измеренные данные геосейсмологии. И в центре Земли гравитации нет. Вы правы. Но отсутсвие гравитации не значит что там нет давления "вышестоящих" пластов.

0
Ответить

сейчас речь идет о внутреннем ядре?

0
Ответить

Мне кажется, что зря все начали искать побочные параметры. Суть вопроса только в воздействии гравитации и ответ на него был дан. Не думаю, что автора волнуют конспекты студентов и реалистичные физические нюансы.

0
Ответить
Прокомментировать

Если представить, что проделав отверстие через центр Земли и, обделав его каким-то сверхпрочным материалом, мы избежали его "загрязнения", то тело брошенное в  это отверстие будет представлять собой в любом случае осциллятор - то есть колебательную систему, с центром равновесия в центре Земли.  Тело будет стремиться к центру, ибо если рассматривать погружение под Землю, то гравитация от внешних слоёв над телом (представляющее сферу толщины равной глубине погружения) не оказывает влияние на тело. Немного иная интерпритация этого: если в космосе построить огромную полую сферу, то ,несмотря на её массу, на тела внутри этой сферы гравитационные силы со стороны сферы этой действовать не будут. То есть для них неважно есть сфера или нет - это свойство связано с тем, что гравитация убывает обратно пропорционально квадрату расстояния и если немного поинтегрировать, то можно придти к этому выводу. Иной вывод более понятный и физический  этого факта в том, что когда тело находится внутри такой сферы, например, близко  к какой-то стенке, а не в центре, то с одной стороны до этой стены мало расстояния  (что увеличивает притяжение), а с другой - тут мало массы; до противоположной стороны сферы же много расстояния, но зато там сосредоточено много массы, в итоге получается в любой точке равновесие сил со всех сторон. 
Ну так вот, из этого факта (который, вообще говоря, весьма необычный, если вдуматься,  и работает только для сил, убывающих обратно пропорционально квадрату радиуса и вообще является  чисто математическим) следует, что когда тело падает в это отверстие, проходящее через центр, то пролетая метр, для этого тела остается значимым лишь та часть планеты, чей радиус меньше исходного радиуса Земли на глубину погружения, очевидно, что когда частица будет находится в центре Земли, то это эквиваленто, когда тело помещено в полую сферу толщины радиуса Земли( с маленькой полостью в центре) и частица вообще понятия не имеет, что она находится внутри какого-то гравитационного объекта, но она по инерции пролетает мимо центра и начинается замедление.
Теперь о двух случаях развития ситуации:
1. Внутри этого тоннеля есть воздух - тогда колебания будут затухающие из-за силы сопротивления, причем т.к. сила сопротивления пропорциональная квадрату скорости для больших скоростей, то максимально возможной скорости (которая, например, для человеческого тела среднего около 50 м/c )  объект достигнет уже через 10 секунд полета.  Ясно, что это крайне ничтожно малое время в сравнении с тем,  сколько нужно лететь до центра Земли(ибо радиус Земли около 6400 км, т.е. мы будем только лететь до центра Земли при сопротивлении воздуха около 35.5 часов.  Далее, пролетя через  центр Земли, гравитация  и огромная сила трения очень быстро развернут тело и он вряд ли пролетит хотя бы четверть расстояния я от радиуса до поверхности с другой стороны. То есть затухание колебаний произойдет очень быстро и вся изначальная потенциальная энергия потратится на работу по преодалению трения о воздух, а оно будет огромным.
2. Второй вариант, более радостный - это, если мы создадим вакуум в этом тоннеле. Тогда будет неважно, что мы бросаем(т.е. какое тело и какой массы и какой формы) (притяжение гравитационное не зависит от массы тела - это отдельная история, кому интересно - я пояснял  немного об этом в ином вопросе здесь). Поэтому по закону сохранения энергии тело с другой стороны окажется  на том же уровне над поверхностью Земли, с которого стартовало изначально и так будет так  колебаться и путешествовать бесконечно долго.

Опять же, здесь существует множество упрощений искажающих результат, вроде того,  что на самом деле в Земле не равномерно распределенна масса и т.д., но думаю, когда мы предполагаем возможность сделать дыру через центр Земли, то это уместно; Главное здесь заключается в трении о воздух, который нужно было подробно рассмотреть, т.к. факт того, что тела при трении о воздух достигают своей максимальной скорости столь быстро - здесь очеень занчителен, если из тоннеля не выкачивали воздух, не создав некоторую вакуумную систему.

Артём Егоровотвечает на ваши вопросы в своейПрямой линии
9
0
Прокомментировать

Думаю, планета взорвется к какой-то матери уже в процессе сверления отверстия. Ну, или не совсем взорвется, но нам с вами - точно будет "весело".

Genius Pyatachoотвечает на ваши вопросы в своейПрямой линии
3
-4

Ну, а если серьезно, то нечто подобное я читал в учебнике физики 1920 года издания. Кажется, там сказано, что тело будет летать вперед-назад по тоннелю, пока не израсхотует энергию движения из-за трения и об воздух и не зависнет в центре Земли.

0
Ответить
Прокомментировать
Ответить
Читайте также на Яндекс.Кью
Читайте также на Яндекс.Кью