Mail.ruПочтаМой МирОдноклассникиВКонтактеИгрыЗнакомстваНовостиКалендарьОблакоЗаметкиВсе проекты

Вопрос по физике

Джасур Мастер (1779), закрыт 16 лет назад
Предположим, что человек смог прорубить колодец глубиною в радиус Земли, и спустившись в него, он окажется точно в середине земного шара. Если земная гравитация притягивает нас к поверхности Земли, то что будет в ее середине: невесомость или гравитационное давление увеличенное с учетом радиуса Земли?
Дополнен 16 лет назад
Да насчет гравитационного давления я согласен с tv, maxim.cat, Владимиром Смольским, что там оно равно нулю. Но я уточню вопрос:

Будет ли там вообще какое-либо давление?

MapS правильно говорит, что существует еще и атмосферное давление (хотя там атмосферы нет), которое давит на поверхность Земли, верхние слои которой давят на нижние и т.д. Ведь спускаясь под воду, ниже уровня земли, на нас давят верхние слои воды, и чем глубже, тем сильнее.
Лучший ответ
Владимир Смольский Мудрец (10217) 16 лет назад
Будет невесомость. Эту задачу точно решил ещё Ньютом (Математические начала натурфилософии) . Считается, что Ньютон открыл зак. всем. тяготения, но он ничего не открывал - ни зак. тяготения, ни 3 закона Ньютона. А анекдот про яблоко первая рассказала его внучка, видимо, сама его и придумала. Ещё - эту работу Н. написал с подачи Гука (помните - закон Гука) . Гук был председателем Королевского Физ. общества (Лондон) , и по контракту был обязан на каждом заседании (один раз в 2 недели) делать сообщения о научных открытиях. Семью кормить надо - и он в течении 7-11 лет выполнял эти условия. Сам сделал около 200-300 открытий и знакомых приглашал сделать сообщения. Гук экспериментировал, катая шарики по наклонной плоскости - хотел вывести формулу, закон грав. притяжения тел, в результате пришёл к выводу, что сила притяжения двух сфер. тел обратно пропорциональна квадрату расстояния между их центрами и, что если в Земле вырыть шахту, то сила притяжения груза к Земле в шахте будет не увеличиваться (как с "наружи" Земли) с уменьшением расстояния, а уменьшаться в первой степени. И если прорыть шахту насквозь (через центр Земли) , то груз будет болтаться в шахте, совершая гармонические колебания, как маятник на веревке или пружине. Свободного времени не было - и он пошел к другу Исааку Нью, который тогда уже нашел числ. метод интегрирования (биномы Ньютона) и был самым "продвинутым" по части расчетов. Гук ему и говорит - вот задачка, попробуй присмотрись - и Ньютон присмотрелся. В работе строго доказано, что если две материальные точки притягиваются с силой F = A*М1*М2/R^2 (обратно пропорционально квадрату расстояния) , то два сферических тела - по этому-же закону (используем расстояние меж центрами) . Он разбил каждое тело на отдельные точки и просчитал суммарное воздействие (проинтегрировал) . В процессе вычисления показано, что если материальная точка находится внутри полой сферы (оболочки) , то никакие силы на тело не действуют. Т. Е. - наша мат. точка "притягивается" к оболочке в разные стороны - в результате суммарная сила притяжения равна нулю.
Теперь к вопросу - погрузились в шахту на глубину h. Расстояние до центра Земли стало (Rо-h). Слой Земной корки толщиной h на наше тело перестает действовать - суммарное воздействие равно нулю. На тело действует только масса Земли в сфере радиусом (Rо-h). Масса этой сферы
(плотность Земли) *4/3*ПИ*Rо-h)^3. Сила притяжения F=A*(масса тела) *(массу Земли в нашей сфере) /(Rо-h)^2 = const*(Rо-h) - т. е. не растет в квадрате с уменьшением расстояния до цента (как вне Земли) , а наоборот уменьшается, причем линейно. И дело все в экранировке наружного слоя - и масса Земли, которая "притягивает" тело уменьшается, как R^3. Дойдем до центра - и сила равна нулю. Разумеется, считаем плотность Земли=const.
----------------------------------------------
Итак с невесомостью разобрались. Но вопросы надо ставить "по-человечески". Господин АВТОР, что значит или невесомость, или большое грав. давление. - Будет невесомость + большое давление порядка 10^6 атм. На досуге сделал оценки. Вот что получается. На поверхности Земли P=1 атм (1 КГ/см2 - килограм силы) . Это вес столба воздуха сечением 1см2. Плотность газа по высоте (над Землей) меняется по экспоненте P(H)=Poexp(- H[км] /8,3) - т. е. через каждые 20 км уменьшается в 10 раз. Теперь спускаемся в шахту - пока мы не опустились глубоко по сравн. с R Земли (8000 км) давление растет по такомуже закону - через каждые 20 км увеличивается в 10 раз. Т. е. на глубине 100 км будет 10^5 - но ясно, что в этом случае воздух будет сжиженным - и значительно раньше 100 км. Значит вся шахта заполнена жидким воздухом. Плотность этой жидкости - 1,5-2 г/см3. Давление в центре - вес столба жидкости - он равен (плотность) *g*(H=Rзем) /2 [коэффициент 1/2 появился т. к. уск. свободного падения в шахте убывает линейно от g до нуля) . В результате для 2 г/см3 получим 8*10^5 кг-силы/см2=8*10^5 атм
Остальные ответы
Nikita Shetinin Мастер (1415) 16 лет назад
Помрет он там ))) От жары )
Den M. Мастер (2253) 16 лет назад
Спустившись в него человек будет сплюснут до размера молекулы
tvorec (bobneger) Мастер (1122) 16 лет назад
будет невесомость за счет одинаковой массы вокруг тебя, т.е. гравитационные силы уравновесятся
Солнечный_котенок Мастер (2489) 16 лет назад
В середине будет ядро и спустившись туда ты уже точно никогда не узнаешь что же там....
MarS Оракул (89426) 16 лет назад
Олимпиадная задача. Помню, в полном серьезе делали такую. Там гравитации нет, R=о. А атмосферное достигнеть гигантских размеров
Олеся Ускова Знаток (418) 16 лет назад
нас притягивает не к поверхности Земли, а к центру Земли. Значит будет Давление, причем большое.
михаил Тыркин Мудрец (15582) 16 лет назад
Согласно уравнению Ньютона, если расстояние между центрами масс =0, то вобще получается бесконечность! Конечно, это не так, но гравитация в центре однозначно будет во много раз больше!
123veto Знаток (448) 16 лет назад
нифига не правильные рассуждения, хотя ответ верен.

Будет почти. невесомость. Если колодец сквозной, то полная невесомость.
Возьмём малюсенький элемент объёма Земли. Мы притягиваемся к нему, он притягивается к нам. Возьмём точно такой же объёмчик, но с диаметрально противоположной стороны. ОН будет действовать с той же силой, нео в противоположном направлении. Если просуммировать по всем таким объёмчикам, то в итоге получим следущее: останется "кусоцек", в точности равный объёму колодца, которому не найдётся пары. То есть притяжение будет определяться этим кусочком, то есть как будто мы стоим на нём, а остальной части Земли нету.
Привет Мыслитель (7501) 16 лет назад
Там будет следующее,
При присутствии воздуха будет давольно большое давление,расчитывать нужно из учета того что с глубиной воздух становется легче,а значит и давление оказывает меньшее.
дальше:Человек будет не весом,а вес это давление на опору,только именно в центре земного шара,если скажем к нему подставить опору то взаимодействие с ней не будет.
Масса как была так и останется прежней.
Также на него будет оказывать масса земли,все векторы притяжения станут направленны в разные стороны,его какбы будет разрывать на части.
И в результате воздух будет действовать с большей силой чем притяжение,и человека пресанет)
вот пожалуй и все,что там будет происходить
Gri Gal Ученик (110) 5 лет назад
Все будут его искать так или иначе и упадут в это колодец, как только он скажет это всё, вот он где конец человечеству.
Похожие вопросы