Hoe Lang Zou Het Duren Om Door De Aarde Te Vallen?

{h1}

Hoe lang zou het duren om in een gat te vallen dat door de aarde naar de andere kant is gegraven? Nog minder tijd dan lang eerder gedacht, onthult een wetenschapper nu.

Hoe lang zou het duren om in een gat in de aarde te vallen en de andere kant van de planeet te bereiken? Nog minder tijd dan eerder werd gedacht, onthult een wetenschapper.

Een scenario dat vaak wordt gepresenteerd aan inleidende natuurkunde lessen is dat van een "zwaartekracht tunnel" - een buis geboord van de ene kant van de aarde naar de andere door het centrum van de planeet. Het antwoord dat bijna een halve eeuw lang werd geleerd voor hoe lang een val door zo'n gat zou duren, was ongeveer 42 minuten en 12 seconden.

De oplossing voor dit probleem hangt af van de sterkte van de zwaartekracht van de aarde, die op zijn beurt is gebaseerd op zijn massa. Als iemand door de planeet valt, is er minder massa onder degene die de afdaling met de tijd maakt, dus de kracht van de ondervonden zwaartekracht zou afnemen naarmate men het middelpunt van de aarde naderde. [Wat nou als? 22 Crazy Hypothetical Questions (en hun antwoorden)]

Nog steeds, aannemende dat er geen luchtweerstand is, zou het momentum van de val er een helemaal naar de oppervlakte kunnen slingeren aan de andere kant. Iedereen die de val maakt, moet ervoor zorgen dat hij uit de uitlaat komt zodra ze eruit vliegen, of anders kunnen ze weer naar binnen vallen, heen en weer suizen in de zwaartekrachttunnel, als een gewicht dat aan het einde van de tunnel slingert. een slinger.

"Ik neem aan dat je je het kunt voorstellen als een waterglijbaan die ongeveer 40 minuten nodig heeft om te vallen en die je snelheden van meer dan 8 kilometer per seconde (17.895 mph) brengt", zei natuurkundige Alexander Klotz van de McGill University in Montreal. "Halverwege de rit zou de zwaartekracht van richting veranderen en zou je van de rechterkant naar ondersteboven gaan. Je zou aan de andere kant moeten grijpen of anders zou je terug vallen zoals je gekomen bent. was gemaakt van glas, het zou hetzelfde zijn als inzoomen door een zee van lava. "

Toch hield minstens één grote onrealistische veronderstelling deze berekening aan sinds het in 1966 voor het eerst werd gemaakt. Een moment negeren hoe het boren van een gat over de 12.842 mijl (12.742 kilometer) lang door de aarde vrijwel onmogelijk is, is het probleem met de 42 minuten oplossing was dat het veronderstelde dat de planeet overal gelijkmatig van dichtheid was, zoals een marmer.

Het oostelijk halfrond van de aarde is hier te zien

Het oostelijk halfrond van de aarde is te zien in dit "blauwmarmeren" -beeld dat is vastgelegd door de Suomi NPP-satelliet van de NASA.

Krediet: NASA / NOAA

Nu, met behulp van een realistischer model van de aarde, vindt Klotz dat de val slechts 38 minuten en 11 seconden zou duren, ongeveer 4 minuten sneller dan gedacht.

Klotz baseerde zijn berekeningen op de interne structuur van de planeet zoals bepaald op basis van seismische gegevens. Terwijl de aardkorst een dichtheid heeft van minder dan ongeveer 187 lbs. per kubieke voet (3 gram per kubieke centimeter), heeft het centrum van de aarde een dichtheid van ongeveer 811 lbs. per kubieke voet (13 gram per kubieke centimeter). De dichtheid van de planeet stijgt niet op een eenvoudige manier naarmate je verder naar beneden gaat - er is een scherpe 50 procent toename in dichtheid aan de rand van de mantel van de planeet en de buitenste kern ervan ongeveer 2.900 km onder het aardoppervlak.

De natuurkundige nam aan dat er geen luchtweerstand was in de zwaartekrachttunnel. "Naar mijn mening, als je de technologie hebt om zo'n tunnel te graven, heb je de technologie om de lucht eruit te zuigen," zei Klotz.

Verrassend genoeg ontdekte Klotz dat hij bijna hetzelfde antwoord berekende als hij aannam dat de kracht van de zwaartekracht van de aarde overal gelijk was en gelijk aan de waarde op het oppervlak. Deze aanname werkt omdat de zwaartekracht van de aarde "slechts 10 procent verandert als je dieper gaat - eerst sterker, dan zwakker - zoals de eerste 3.000 kilometer (1.865 mijl)," zei Klotz. "Dus als je begint te vallen en snelheid te pakken, tegen de tijd dat je een regio bereikt waarin de zwaartekracht aanzienlijk verschilt van de oppervlaktewaarde, ga je zo snel dat je heel weinig tijd in deze regio doorbrengt."

Verwacht niet dat iemand deze berekeningen binnenkort met een echte tunnel door de aarde zal testen.

"De Sovjets probeerden van 1970 tot 1989 een zo diep gat te graven als ze konden en bereikten slechts 12 kilometer diep, ongeveer 0,1 procent van de weg door de aarde", zei Klotz.

Klotz detailleerde zijn bevindingen in het maartnummer van het American Journal of Physics.

Volg WordsSideKick.com @livecience, Facebook & Google+. Oorspronkelijk artikel op WordsSideKick.com.


Video Supplement: What if the Earth were Hollow?.




Onderzoek


Heetste Chili Pepper Shatters Record
Heetste Chili Pepper Shatters Record

Hoe De 'Wow!' Signaal Werkt
Hoe De 'Wow!' Signaal Werkt

Science Nieuws


Maak Kennis Met De Robot Die Je Voertuig In Een Zelfrijdende Auto Kan Veranderen
Maak Kennis Met De Robot Die Je Voertuig In Een Zelfrijdende Auto Kan Veranderen

Rekbare Kunstmatige 'Huid' Kan Robots Een Gevoel Van Aanraking Geven
Rekbare Kunstmatige 'Huid' Kan Robots Een Gevoel Van Aanraking Geven

Hersenletsellocatie Gekoppeld Aan Hoger Risico Van Agressie
Hersenletsellocatie Gekoppeld Aan Hoger Risico Van Agressie

Eerste Commerciële Dronegebruik Goedgekeurd In De Vs.
Eerste Commerciële Dronegebruik Goedgekeurd In De Vs.

James Gandolfini: Hartproblemen Topoorzaak Van Vakantiedood
James Gandolfini: Hartproblemen Topoorzaak Van Vakantiedood


WordsSideKick.com
Alle Rechten Voorbehouden!
Reproductie Van Materialen Toegestaan Alleen Prostanovkoy Actieve Link Naar De Site WordsSideKick.com

© 2005–2019 WordsSideKick.com