Question

Что произойдёт если сквозь Землю проложить туннель и бросить в него камень?

Представим себе такую теоретическую вещь : если проложить через земной шар сквозной тоннель, пусть даже не через центр, а через край сферы, а затем бросить в него камень, что произойдет ?

Камень согласно закону всемирного тяготения полетит вниз, через какое-то время он достигнет середины своего пути, а что потом ? Пройдя через центр, он будет ПРЕОДОЛЕВАТЬ всемирное тяготение за счет набранной скорости, и вылетит с другой стороны ?

А затем вновь начнет падать вниз ("вверх") ?

Такое движение можно назвать "вечным" ?

Где остановится камень ?

А если бы была возможность прокопать такой тоннель между континентами и пустить в него не камень, а поезд ?

Answer 1

данное движение нельзя назвать вечным . представьте две рядом стоящие горы . вы спускаетесь на самокате с одной и заезжаете на другую

Вы используете только енергию , набранную при спуске ( так будет в случае с камнем )

Вы не доедете до вершины второй горы и начнёте ехать назад, и при поднятии на первую гору вы тоже не достигните вершины и тоже остановитесь ( но уже ближе к земле) Такое движение будет происходить до тех пор, пока камень не потеряет всю свою энергию. в результате он остановиться ровно по центру( в самом близком к земному магниту месте). а если прокопать тоннель через центр земли, и пустить в него камень , то с ним будет происходить то же , что и в первом случае , только он остановится в центре тоннеля( в центре земля а значит в центре магнита) и начнёт хаотичное вращение

Answer 2

Камень или другой предмет, может даже человек, пролетит не более чем до середины Земли и там и останется навсегда. Обратно не может он вылететь, так как это будет верх и ниже до конца не сможет лететь, потому как от середины в другой части полушария будет верх. К тому же предмет падая к центру будет ударятся о боковые стенки туннеля, а прибыв к центру остановится и будет на одном месте ударятся по боковым стенкам туннеля, типа маятника на нитке.

Answer 3

он будет лететь, набирая скорость, пока не достигнет точки, максимально приближенной к ядру (самая "нижняя" точка туннеля). Далее он будет двигаться по инерции, но встречной силой будет выступать земное притяжение обратно к нижней точке. Он не долетит до конца своего пути и полетит обратно, поскольку его кинетическая энергия перейдет в потенциальную. Далее, в момент повторного прохода через "нижнюю" точку его кинетическая энергия максимальна, но уже меньше, чем в первый раз. И пролетит в обратную сторону он меньше. Затем опять смена вида энергии. И так будет продолжаться до тех пор, пока колебания вокруг положения равновесия ("нижней" точки) не затухнут вовсе. Стандартный пример маятника, совершающего затухающие колебания. Можно даже рассчитать, сколько раз камень пролетит туда-сюда до момента остановки, но мне лень считать.

Answer 4

Мне в детстве такой сон снился - я падаю в канализационный колодец и лечу. Долго. И выпрыгиваю на другом конце света. Где-то в Америке.)) Просыпаясь, я не раз задавала себе такой вопрос - а как на самом деле? Потом мне в руки попала книга "Алиса в стране чудес". К сожалению, читала ее очень давно, но зато со всеми пояснениями и комментариями. Так вот, в самом начале сказки Алиса тоже вот так падает и летит. Помнится, тогда в комментариях Льюиса Кэррола я прочитала, что на самом деле мы с Алисой (ну мы же этот трюк обе выполняли, только в разное время, в разном месте) никогда бы не возвратились на поверхность Земли. Мы бы достигли ее центра, а потом стали бы возвращаться, то есть стали бы падать наверх. Потом снова вниз и так до бесконечности. Ну может я что-то не так поняла - я все же гуманитарий и понять все эти физические законы мне сложно. Но тема для меня важная и интересная, поскольку все нормальные дети во сне летали по небу, а я вот внутри Земли.)))

Answer 5

Извините, что отвечу шуткой из своей юности:

• У армянского радио спросили- какое на Земле самое редкое животное? Ответ- маленький, безволосый камнеедик.

• Тогда второй вопрос- а если прорыть туннель сквозь Землю и бросить камень - он долетит до конца туннеля на другой стороне Земли? Нет- отвечает армянское радио- его съест маленький, безволосый камнеедик.

Нам тогда было смешно. Сейчас я понимаю в чем был юмор- решать долетет ли камень- это второстепенная задача. Дело в самом туннеле. Возможно ли его прорыть сквозь Землю, а главное, зачем? Чтобы бросить камень? Может лучше делом заняться.

Answer 6

Если предполагаемый тоннель проложен через центр Земли, то брошенный в означеныый тоннель камень полетит к центру Земного шара с ускорением 9,8 метра в секунду за секунду. Достигнув центра нашей планеты, из-за инерции, камень его (центр массы) проскочет, постепенно теряя скорость. Остановившись в определенной точке "обратного тоннеля", камень вновь полетит к центру Земли и вновь, за счет инерции, проскочет его. Такое "колебательное" движение в конце концов закончится и камень остановится точно в центре массы планеты. Если же тоннель прорыт по хорде, а не через центр Земли, то такое "колебательное" движение закончится в точке, которая наиболее близка к центру массы планеты.

Answer 7

Ответ о "затухающих колебаниях маятника" (то есть, падении камня и его "возврате") действителен только, если тоннель (1) проходит через центр Земли. В этом случае, когда человек уронит (бросит) камень в тоннель, камень действительно будет летать "туда" и "обратно", пока не остановится в центре.

Если же тоннель будет проложен хордиально, то камень в лучшем случае (2) долетит до середины тоннеля (вблизи центра Земли), после чего из-за силы притяжения упадёт, а худшем случае (3) отлетит на расстояние, на которое его сможет забросить человек (не более 100 метров (4)), а затем точно так же упадёт под действием всё той же силы тяжести.

С поездом проблем меньше. Если хордиальный тоннель не проходит вблизи центра земли, то он спокойно выедет с противоположной стороны тоннеля (за счёт двигателя, которого нет у камня). Если тоннель будет проходить через центр Земли, то увеличится расход электроэнергии (для электровоза) или мазута (для тепловоза), или угля (для паровоза).

<hr />

1 - абсолютно прямой

2 - если хорда будет проходить вблизи центра Земли

3 - если расстояние от середины хорды будет находится от центра Земли на значительном расстоянии

4 - спортсмены бросают копьё на расстояние чуть более 90 метров, диск - около 75 метров; простой человек вряд ли бросит камень дальше спортсменов

<hr />

P.S. Вспомнил о вращении Земли вокруг своей оси...

Answer 8

В центре он должен застрять, там думаю, что будет невесомость. В физике не силен, если не прав - прошу простить. Ну не может же он насквозь пролететь. А может он будет болтаться туда сюда в тоннеле?! Интересный вопрос! +

Answer 9

Он остановится в середине,есть еще и магнитное поле.

Answer 10

Может оно и было бы вечным, если бы не было:

1. силы трения, (например, если обеспечить совершенно-идеальный вакуум в тоннеле - исключить все, вплоть до нейтрино, темной материи и темной энергии).
2. высоких значений температуры (или поезд должен быть, например, алмазным)
3. Луны, Солнца и пр. и их гравитационного воздействия

Хотя, все это - только теория, которой не на что опереться: ведь пока не известно, что есть гравитация. И как она действует в центре "нулевой точки" соей силы.

Answer 11

Ну коль уж зашла речь об идеальных средах, т.е., где силы трения не учитываются, то камень брошенный в такой туннель совершит движение подобное движению маятника, и остановиться, когда-то, по-ближе к центру массы планеты. А вот на металлический предмет (поезд, скажем) будет действовать и еще одна сила, тормозящая его периодическое движение, кроме гравитации - магнитное притяжение ядра планеты. И так камень должен совершать больше периодических колебаний чем металл, при условии, что их массы равны.

Answer 12

Ты получишь, Вова, затухающий маятник, который из-за трения будет все время

уменьшать амплитуду колебания, пока не остановиться намертво в центре Земли.

Чтобы уменьшить трение - надо откачать воздух из тоннеля, и тогда можешь кататься

задаром в америку(южную) и обратно.

Answer 13

Камень упадет на стенку ближнюю к центру планеты. Если смотреть на рисунок то запустив камень сверху вдоль красной линии камень упадет на правую стенку тоннеля. Если камень запустить снизу тоннеля вдоль красной линии то камень упадет с правой стороны стены тоннеля. Той стены которая ближе к центру планеты.

Answer 14

Я не думаю, что Земля останется в том своем виде как сейчас и процессы на нем и в нем будут происходить те-же, что и сейчас, если прорыть в нем такой туннель. Я думаю, законы физики так нас удивят при этом, что о том, чтобы куда-то там камень бросать даже думать забудем. Наверное, все будем усиленно думать, как вернуть все на свое место, пока еще живы и как спастись от разъярившихся вдруг законов физики, химии и математики на Планете. И не думаю, что в туннеле будет такая пустота и такие условия, чтобы там камень мог пролететь беспрепятственно.

Answer 15

Камень встанет на середине своего маршрута и зависнет в невесомости .Он надолго там останется пока ось земли не изменит своего положения хотя если точнее то кто знает что будет с камнем может он попадет в параллельное измерение

Answer 16

Прорыв такой тоннель, он заполнится воздухом из атмосферы, и в центре Земли будет огромное давление. Бросив камень в тоннель, он наберёт бешенную скорость и сгорит в тоннеле не долетев до центра Земли.