?

Log in

No account? Create an account

masterok


Мастерок.жж.рф

Хочу все знать


Previous Entry Share Flag Next Entry
Что будет, если прокопать тоннель через центр Земли?
masterok

Все когда нибудь задумывались, а что будет если прокопать тоннель через центр Земли, то где я окажусь ? Ответ в «психушке» смешной, но не правильный.  Можно прямо сейчас рассчитать, куда именно ты попадешь, это несложно… У каждой точки на Земле есть координаты. Шар условно поделен на Южное и Северное полушарие, по которым отсчитываются широты и Западное с Восточным полушарием по которым отсчитываются долготы. Так вот, чтобы найти точку на Планете противоположную данной необходимо сменить знак у широты, а долготу отнять от 180 и тоже сменить знак.

Но спешу всех огорчить …

… большая часть суши проецируется через центр Земли на водную поверхность. Обратно в сушу проецируется очень небольшая часть Земли. Она показана на карте черным цветом.

Есть некоторые интересные совпадения. Например, почти все жители Аргентины и Чили выкопают тоннель в Китай или Монголию, а жители Португалии в Новую Зеландию. В России тоже есть небольшая территория рядом с Байкалом, тоннель их которой приведет вас на Фолклендские острова

 

 

Следующий логичный вопрос: а что будет если в этот тоннель начнет заливаться вода из Мирового Океана?

Она перельется и зальет все вокруг? Нет, даже если взять для упрощения, что температура в центре тоннеля будет комнатная, вода начнет туда заливаться и падать с ускорением. Если тоннель достаточно широкий, то по принципу сообщающихся сосудов уровни воды станут одинаковыми тогда, когда будет одинаковое давление, в нашем случае R1=R2. Т.к почти вся суша лежит выше уровня мирового океана, тоннель заполненный водой будет почти как колодец без дна. Но тоннель скорее всего окажется слишком узкий и вода не дойдет даже до середины. ЕЕ выдавит огромным давлением.

 

 

А что будет, если прыгнуть в этот тоннель ?

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.

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!

 

 

Научный журнал American Journal of Physics (AJP) счел необходимым опубликовать статью Александра Клотца (Alexander Klotz) — выпускника канадского университета Макгилла (McGill University in Montreal, Canada) — в которой тот подсчитал, за сколько минут можно пролететь Землю насквозь.

Речь, конечно же, идет о гипотетическом путешествии сквозь тоннель-колодец, который начинается, например, в Лондоне, проходит через центр планеты и заканчивается на другой ее стороне. Если бы такой тоннель-колодец существовал на самом деле, то его выход располагался бы на острове Антиподов, находящихся неподалеку от Новой Зеландии. Это как раз напротив Лондона в перпендикулярном направлении.

Если верить предыдущим расчетам, выполненным еще в прошлом веке, то человек, прыгнувший в тоннель-колодец в Лондоне, вылетел бы из него на острове Антиподов через 42 минуты 12 секунд. А по Клотцу вышло, что прыгун окажется на выходе через 38 минут 11 секунд.

 

Как объяснил выпускник, прежние исследователи не учли того, что плотность Земли меняется с глубиной — брали некое усредненное значение. В недрах -особенно в районе металлического ядра — планета гораздо плотнее. Гравитация там сильнее. Соответственно и ускорение, создаваемое за счет гравитационных сил, выше.

Клотц внес поправки, пользуясь данными о плотности недр на разной глубине, полученными недавно за счет сейсмического зондирования. И определил: к центру Земли прыгун подлетит быстрее, чем считалось раньше. Пронесется со скоростью 29 тысяч километров в час. Далее начнет тормозить, приближаясь к выходу. Но в итоге, все равно доберется до острова Антиподов быстрее — почти на 4 минуты.

 

Остров Антиподов — самый крупный в группе островов Антиподов, расположенных рядом с Новой Зеландией. Именно там вылетит путешественик, стартовавший из Лондона.

 

Кто еще что добавит по этой гипотетической теме?

 

Кстати по поводу первой фотографии, читайте вот тут про ДЫРЫ В ЗЕМЛЕ, а вот Мифы о подземных лодках

Это копия статьи, находящейся по адресу http://masterokblog.ru/?p=23836.

Posts from This Journal by “Вопрос” Tag


promo masterok январь 2, 2018 12:00 47
Buy for 300 tokens
Вот так выглядит трафик в блоге за 2019 год по месяцам. Это более трех миллионов просмотров в месяц, среди которых не только залогиненные в ЖЖ , но и любые просмотры из поисковых систем. При этом за месяц приходит около 800 000 посетителей. А вот статистика по дням одного из месяцов 2019…

  • 1
Пойду вырою землянку и посплю в спальном мешке))

я в жару летом 2010 г. спал в мешке в погребе. Никакого эффекта, а погреб неплохой, не мелкий, но никуды не падал и ниоткуда не выдавливался (((

Давно пора бы знать,что если просверлить Землю,то все провалЮцца в АДЪ!!! Вспомните,как пробурили дыру в преисподнюю на Кольском полуострове)))

Думаю, необходимо учесть влияние высоты на плотность воздуха. Если предположить комнатную температуру по всей протяженности тоннеля, и открытость обоих концов в атмосферу, то давление в центре Земли будет составлять десятки атмосфер. А с учетом роста массы воздушного столба с повышением давления - то возможно, и сотни.

Так что вблизи центра Земли будет весело :)

Вряд ли. Там же ж невесомость вроде как.

Если пренебречь сопротивлением воздуха и считать плотность Земли постоянной, то время полета туда-обратно в тоннеле в точности равно времени оборота спутника вокруг Земли (при первой космической скорости для данного расстояния от центра Земли). Т.е. чисто геометрически - проекция летящего спутника на тоннель будет совпадать с телом, падающим в тоннеле. Речь разумеется идет об идеальных условиях.

Время оборота спутника по имени Луна вокруг Земли равно 29,5 дням. Многовато выходит.

Либо я плохо изложил, либо Вы ничего не поняли.
Имеем два тела, - к примеру - на высоте 100 км. на Северным полюсом (чтобы не учитывать вращение Земли). Одно из них роняем вертикально вниз, оно падает и летит через тоннель, а второе запускаем с первой космической скоростью вокруг Земли по круговой орбите (первая косм.скорость только такую и предполагает). Если в начальный момент тела были рядом, то примерно через 43 минуты они вновь встретятся на другом конце Земли, а через 96 минут вернутся в исходную точку.
Если за исходную точку принять орбиту Луны, то одно тело за 29 дней совершит полный оборот, а второе - пролетев с размаху тоннель вернется в исходную точку.
Гармонический осциллятор, Ватсон.

Да, не понял вас вначале. Да, первая космическая у поверхности Земли и скорость прыгуна вблизи центра Земли согласно Клотцу примерно совпадают.

В центре массы гравитация равна ноль. По мере приближения к центру мы будем замедляться, но нолем ни когда не станем.

Если забыть про сопротивление воздуха и прочее, то по мере приближения к центру Земли мы не будем замедляться, а будем продолжать ускоряться, но само ускорение будет уменьшаться. Замедляться начнём только когда минуем центр Земли.

По мере приближения к центру у нас все будет стримиться к нолю, и вес, и скорость, и ускорение. И процесс этот бесконечен,

???

Вы что-то удивительное пишете. По вашим рассуждениям, маятник, после отклонения, дожен начать двигаться вниз и остановиться в нижней точке (скорость же стремится к нулю), не совершая никаких колебаний. Но в жизни он почему-то колеблется, многократно проходя нижнюю точку. Здесь ситуация аналогичная.

Забудем про неизбежные потери на трение, тогда:

По мере приближения к центру у нас все будет стрЕмиться к нолю:
* вес - да;
* скорость - НЕТ, скорость будет максимальна по абсолютному значению;
* ускорение - да;
* И процесс этот бесконечен - да, так как мы пренебрегли потерями на сопротивление воздуха.

По крайней мере, в моей вселенной это так.

Возможно вы имели ввиду, ускорение будет падать, по мере приближения к центру земли? Уменьшающие ускорение, обратное, слову- замедление.

Да , с ускорением я конечно лажанул. Но меня можно простить?

В физике нет такой категории как замедление. Есть ускорение со знаком минус.

"Есть ускорение со знаком минус." таки, в русском, это и есть замедление :-))
Я , лишь, хотел обратить внимание, что тело движущиеся со сколь угодно минимальным ускорением, никак не может уменьшать свою скорость :-) (срочно надо поправить- имею ввиду тело двигающееся по прямой)
Хотя конечно, мы все поняли друг друга, но мне было скучно, и решил приклепатся.

Edited at 2018-12-16 03:13 pm (UTC)

Одному товарищу бахнуло яблоком по башке, а мы мучаемся))

Возможно вы имели ввиду, ускорение будет падать, по мере приближения к центру земли? Уменьшающие ускорение, обратное, слову- замедление.

Точнее будет так.

По мере приближения к центру, ускорение будет уменьшаться по абсолютной величине, но сохранять знак (то есть, тело будет по прежнему ускоряться = скорость увеличиваться, но менее интенсивно).

В центре ускорение станет равным 0, но у тела будет максимальная по абсолютному значению скорость.

После прохождения центра, ускорение поменяет знак и будет постепенно расти, замедляя тело = скорость по абсолютному значению будет уменьшаться. И чем дальше от центра, тем уменьшение скорости будет происходить интенсивней из-за роста абсолютного значения ускорения.

В какой-то момент тело остановится и весь процесс повторится, но уже в обратную сторону.

Edited at 2018-12-16 10:16 am (UTC)

Действительно, очень неожиданно. И действительно, на первый взгляд, контр-интуитивно. Спасибо, за интересный астрофизический курьез.

Земляне не обладают технологиями, позволяющими сделать тоннель через магму и ядро планеты. Если эту небольшую проблему решить, то останется проблема гравитации, которая просто не позволит чему-либо пролететь этот тоннель свободным падением. По сути через центр Земли может пролететь лишь ракета.


Можно добавить то, что немного неожиданно, что весь СССР никуда не попал. С другой стороны, осознаешь, насколько велик тихий океан. Дело в том, что на наших картах ( на украинских тоже, покамест :-))карта центрирована на европейской части СССР, и на тихий океан, остаются обрезки с двух сторон. А на интерактивных современных, глазу не за что зацепиться, сложно осознать масштаб.

Перельман, занимательная физика

  • 1