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.
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
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!
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.
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