Дмитрий Низяев
Искусственный Интеллект
(839941)
12 лет назад
Для интереса предположим, что туннель твердый на всем протяжении (сквозь расплавленное ядро проложена неплавкая труба) , и что ты нечувствителен ни к температуре, ни к давлению. Иначе все кончится уже на глубине пару десятков километров :-)
Ты будешь разгоняться. Чуть погодя кориолисова сила прижмет тебя к стенке, и будешь по ней скользить как с горки. Из-за трения до обратной стороны планеты ты так и не доберешься. Чтобы этого не происходило, туннель нужно сверлить либо от полюса к полюсу, либо криволинейно - получится дуга, из-за чего ты никаким образом не сможешь попасть на строго противоположную точку планеты. Можно прямо сейчас рассчитать, куда именно ты попадешь, это несложно.. . но мне лень.
Если туннель имеет правильную кривизну, тогда ты будешь падать в него с нормальным (поначалу) ускорением и испытывать полноценную невесомость. Между тем, ускорение будет постепенно слабеть, и пролетая в точке максимальной близости к центру Земли, ты будешь иметь скорость около 7 км/сек. Если туннель проходит по оси планеты и прямолинеен, тогда максимальная скорость будет в точности равна первой комсической для той точки, откуда ты начал падение. После прохода этой тчки ускорение становится отрицательным и ты тормозишься все активнее (по-прежнему испытывая полную невесомость. Наконец, твоя скорость обращается в нуль точно на выходе из туннеля. В течение одной секунды ты можешь лицезреть Австраллийский ландшафт, и быстренько помахать ручкой, после чего начинаешь падать обратно. И так - летаешь туда-обратно бесконечно.
Если туннель пролегает не по оси Земли и, следовательно, имеет форму дуги, тогда для обратного полета понадобится второй туннель - с изгибом в другую сторону. Естественно, что этот второй туннель уже не приведет тебя в точку отправления, так что для бесконечных полетов туда-обратно тебе придется всю планету изрыть туннелями, которые, возможно, так и не смогут замкнуться на свое началоа. Это надо посчитать.
Ну, а если воздух все-таки будет в туннеле оставаться, тогда ты сможешь разогнаться максимум до 200 км/ч, и уж конечно, твоей инерции не хватит, чтобы достичь обратной стороны планеты. Покачаешься несколько раз на большой глубине, и остановишься вблизи центра в невесомости. Финита!
Krab Вark
Оракул
(56972)
12 лет назад
Кориолисова сила при падении размажет по стенке отверстия. А если от нее отталкиваться и отвлечься от проблем выдерживания давления, будешь медленно падать до центра Земли - чем дальше, тем медленнее из-за сопротивления падению все более плотного воздуха и уменьшения силы тяготения.
Evgeny M.
Высший разум
(946070)
12 лет назад
Гармонические колебания.
Показать, что колебания будут гармоническими очень просто.
Еще Ньютон знал, что сила гравитации шара точно такая же, как сила гравитации точки находящейся в центре этого шара с массой равной шару. Это такое удивительное свойство шаров, которое облегчает многие расчеты.
А с другой стороны кто-то когда-то математически рассчитал, что внутри сферы в любой точке (не только в центре сферы) гравитация всегда равна нулю, если масса распределена на поверхности сферы равномерно. Это тоже очень удивительное свойство сферы.
Теперь понятно, что если Вы находитесь внутри Земли, то гравитацию надо учитывать только от шара с радиусом равным Вашему расстоянию до центра Земли. Причем можно считать, что вся масса этого внутреннего шара сосредоточена в центре Земли. Все слои Земли, которые находятся выше Вас учитывать не надо, так как их можно представить, как сумма сфер, а Вы находитесь внутри этих сфер.
При приближении к центру Земли масса внутреннего шара уменьшается как куб радиуса, ведь масса пропорциональна объему, а объем уменьшается как куб радиуса. Но в формулу закона всемирного тяготения, кроме массы в числителе входит и квадрат расстояния в знаменателе. Поэтому сила тяготения будет прямо пропорциональна радиусу.
Но если сила линейно зависит от расстояния и направлена к равновесной точке, то колебания около равновесной точки будут гармоническими (график синуса-косинуса) .
Таким образом мы "на пальцах" доказали, что полет внутри тоннеля, проходящего через центр Земли, описывается обычными школьными уравнениями линейного осцилятора. Можно посчитать и какая будет частота таких свободных колебаний. Можете учесть и трение о воздух и ввести в этом уравнении затухание. Тогда движение постепенно остановится и тело окончательно будет неподвижно висеть в центре Земли.
А если не на "пальцах", а всё строго математически, то, пропуская промежуточные вычисления, само линейное уравнение без учета трения о воздух в шахте имеет вид:
R'' + Г*(4/3)*P*R = 0,
где Г-гравитационная постоянная, P-средняя плотность Земли, а R-радиальная координата тела (расстояние от тела до центра Земли).
Сердце Волчицы
Ученик
(171)
7 лет назад
если не чего не помешает то ты попадёш в обратную сторону земли и ты будешь парить и поднимаца на верх, а потом вы обратно упадёте на дыру и так без конечно пока кто не будь не остоновит.