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如果地球被挖穿,人掉进去会怎样?
地球,速度,隧道如果地球被挖穿,人掉进去会怎样?
发布时间:2016-12-08加入收藏来源:互联网点击:
如果地球被挖穿,人掉进去会怎样?
回答于 2019-09-11 08:43:50
回答于 2019-09-11 08:43:50
这个问题以前上高中的时候我也想过,那个时候想的比较简单,考虑的就是理想状态,没有空气阻力,不考虑下落过程中地球自转线速度变化的问题!那么这个答案就比较简单了,最后的结果就是类似于简谐运动那样,在洞里来回穿梭,不会停止,但事实比这个更加复杂一点,我们下面分析下:
如果挖穿地球的位置没选好,会带来很严重的问题
穿越地球的计划,将使世界上最高的跳伞记录看起来微不足道。2014年阿兰·尤斯塔斯从地球的大气层边缘41419米高空跳下,一举创下最高自由落下、垂直速度和世界跳伞高度等三项世界纪录。而穿越地球的计划,从地球的一端到另一端,总路程超过了12000公里,这是一个真正意义上的无底洞,一个大工程!
而且贯穿地球的这个无底洞,在位置上还应当有特殊的要求!也不是随便就能穿越地球的!
因为当你随意跳入一个无底洞时,你会发现一个大问题,几十公里后,你将和洞壁的一侧摩擦、碰撞,一路火花带闪电!为什么会这样呢?
因为在地球表面的时候,随着地球的自转,大气层和地球表面上的一切都在移动,速度约为每小时1000公里,这个速度随你所处纬度的变化而变化。但是在地球表面的线速度最大!
所以当你开始从地壳表面向地壳深处移动时,你会发现,在水平方向上,你总是比地球转的快,导致你总是贴着洞壁的一侧下滑!所以穿越地球计划将会失败!
为了不和洞壁摩擦,其实有个很好的解决办法。
这个贯穿地区的洞,必须沿着地球的旋转轴,从北极到地球的中心,一直到南极。这样就不会有线速度差异的影响,这样才能顺利的穿越地球!
有空气的情况下会发生什么
那么当你跳入有空气的无底洞时,理所当然一开始会向下加速,但随着空气阻力的影响,大约7秒后就会达到自由落体的速度极限,大约为每小时225到337公里,这个速度取决于你的下落的姿态,以及胳膊和腿的位置。实际上,当你继续沿着无底洞下落的时候,这个速度会在一段时间内略微增加,因为地球的内层的密度比外层更大,引力会稍微增大一点!照这个速度下去,你需要花费大约20个小时才能到达地球的中心:大约6400公里的旅程。到中心时你的速度也只有480公里/小时(实际的速度会根据洞里空气密度的变化而变化),这个速度就预示着一个比较悲惨的结果!
在超过引力中心以后,因为惯性的作用,你会继续远离引力的中心,但是引力和空气阻力会让你持续减速,在不到引力中心160公里的地方速度就会将为零,这时你又会重新掉入引力中心,由于这个过程中空气阻力会不断地损耗你的动能,在很短的时间内,你将会被困在地球的中心!这就是有空气的情况下的最终结果!
如果没有空气会发生什么?
如果没有空气阻力,你永远不会达到终极速度!只是在不断的加速,在到达地球中心时,最高速度将达到11000米/秒,大约是40000公里/小时!到地球中心的旅程只需要花费大约22分钟的时间,因为没有空气阻力,所以就没有能量的损失,有的只是势能转化为动能,动能又转化为势能!
当你到达地球中心逐渐远离地核,穿过不同的外层时,速度会逐渐减慢,如果你是在北极跳入无底洞的,那么你将经历45分钟左右的时间,就会从南极出来。
在速度降为零的时候,你将来不及看头顶的阳光,然后又会往下加速。
这是一次往返的旅行,然后又会穿过所有不同的地幔层,地核外层,地核内层,回到地球的中心,再一次穿过北半球所有的地层。从你在北极跳入无底洞的时间算起,大约经过一个半小时,你会重新回到你出发时的位置。而往后就会来回不停的这样运动!
这就是无底洞的物理原理!回答于 2019-09-11 08:43:50
地球能挖穿吗?等到挖穿的那一天,你我都早就是一粒尘埃随风而去了!所以没必要担心的。
回答于 2019-09-11 08:43:50
这个就是所谓的地心列车,科学家已经做过计算。
如果真能把地球挖穿,假设隧道通过地心,是一个直线的话。理论上有两个情况
1.假设我们不考虑地球自转
在这个情况下,从北京跳下去,会在阿根廷附近出来。但不能完全冲出隧道,到隧道端点的时候,需要有人拉一把。因为隧道端点的时候人的速度已经接近零。如果没人拉你一把,你又会从阿根廷掉下去,再回到北京。这个过程就好像一个秋千,我们物理上叫做间谐振动。我记得我算过,这个间谐振动的半周期大概是42分钟。也就是说,你花42分钟可以从北京到阿根廷。当然这个估算假设地心隧道是真空的。
2。考虑地球自转
这个情况我已经在蝌蚪五线谱写科普文章的时候也提到过。在这个情况下,必须考虑科里奥利力,因为地球是一个非惯性系。这个时候如果一个人从北京跳下去,容易撞上隧道的边缘,然后一直摩擦起火,这个人会被烧死。因为科里奥利力让落体偏东。
回答于 2019-09-11 08:43:50
如果地球被挖穿,地心熔浆会喷发而出,人没有掉进去的机会。
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