前几天哒哒君发了篇《12265米!世上最深的坑差点打穿了地壳地幔边界》,结果引起了哒友中热爱开脑洞的和物理爱好者的热烈讨论。
话说这个脑洞其实非常有趣,那哒哒君跟大家聊聊,如果沿着地球直径打个洞,掉下去后会发生什么。
接下来请大家和哒哒君一起开脑洞~
首先你要考虑实际要碰到的问题,地核很热,最热有约6000摄氏度,相当于太阳表面的温度。其次,产热的不止地核,你要是想就这样往下跳肯定是不行的,因为与空气的摩擦会使温度上升,还没到地球另一头你就早已经烧成灰了,要解决这个问题的话我们要把隧道抽成真空,然后给你一套可以在真空中生存的设备。而且,我们的隧道材料必须隔热效果极佳。
那现在假设所有的条件,包括给地球打穿的技术都具备了。此时,在均匀球壳内,重力场是为零的。过球内任意点作微三维角,然后证明它两端的表面对其作用力刚好相等即可(一边是质量大但距离远,算下来刚好相等)。好吧,哒哒君还是说人话吧,这句话意味着,如果把地球考虑成均匀球体,在运动到它内部时,以它和地心为半径的球以外的地球质量对人的吸引力相互抵消了,我们只要考虑球内的引力。
此时我们开始往下跳。
若不考虑空气阻力,你会在冲向地心的时候越来越快,在地心达到速度最大值,然后速度逐渐减慢,在你到达对面出口时,你的速度为零,如果没有一个人从对面把你拉出来,你就又会向反方向运动,周而复使,像一个钟摆。
给大家从物理学上来解释下来回摇摆的原因,物理帝的话直接忽略..
当人就站在球上时,“球内的引力”与其半径成正比。可以这样理解,球的质量与半径立方成比例,引力与距离也就是半径平方成反比例,抵消下来刚好是引力与半径成正比。所以人相对球心的位移与受到的引力成正比,力方向指向中心,也就是作简谐振动。
当然,如果考虑空气阻力,你就像一个有阻尼的钟摆,每次都会运动的短一些,最后停留在地心。与此同时,你也就创造了一个世界记录,你是唯一一个和世界上所有人距离一样(基本一样)的人。
这里给大家分享一个有趣的题外话,如果从中国打穿到另外一端阿根廷,跳下去要多久呢?有人专门算过,42.2m,算法具体如下,有兴趣可以看看
取地球半径 R=6371000米,那么简谐振动的一个周期就是2π·√6 371 000/ 9.8≈5066 秒,因而半个周期(也就是从中国单程前往阿根廷的时间)就大约为 2533 秒,也就是42.2分钟。
如果想了解更清楚的,速戳视频↓
联系客服