回覆列表
  • 1 # 西安肉夾饃涼皮

    這個問題讓我想到了巴西里約奧運會,在奧運會閉幕式交接儀式上,日本是2020年奧運會舉辦地,日本首相安倍晉三扮成馬里奧,透過管道從東京來到里約。

    因為東京和里約正好是地球上,透過圓心的兩個相對的點,所以才有管道這個創意。

    這個創意特別好,但實際上是不可能發生的,因為

    1,地心溫度大概6000多度,能量密度特別大,內部壓力巨大。

    2,地球半徑6300公里,分為地核、地幔、地殼三部分,最高的山峰珠峰8.8公里,最深的馬裡亞納海溝11公里,人類鑽探最深的洞也才12公里,連地殼都沒有打穿,更別說打通地心了。

    我們人類都可以登月了,去到火星了,但是對自己腳下的土地還是知之甚少,只是在地球的皮毛上生活。

    專注旅遊問答,喜歡請關注哦!

  • 2 # 媽咪說MommyTalk

    理想情況:

    媽咪叔回答過類似的問題,理想情況下(只考慮物理模型,不計熱量不計空氣阻力),在地球上打穿一個洞,人跳下去會做週期運動,類似於單擺。而且時間是38分鐘左右。具體計算如下:

    首先需要說明一下,把地球看做理想狀態下的球體,也就完美球體且密度均勻,或者理解為引力均勻分佈。另不計阻力。

    如果是對稱球體,產生的引力和將質量集中於一點產生的引力是相同的。所以我們可以抽象成小人只受到中心質點E的引力作用,期初狀態引力最大,當小人到達中心質點E時引力相互抵消,即受到的引力為0,但此時的速度恰好是最大的。經過E點之後,由於在此受到引力的作用,速度開始減慢。

    於是你會發現,這就是一個典型的單擺啊!

    這裡回答題主的問題,理想狀態下,小人做單擺運動,下去到達邊緣,又上來,反覆如此。

    OK,開始計算!

    地球的質量M

    地球的體積V(其中R為地球半徑)

    則有

    我們假設地球質量集中於球心

    則你與地球之間的引力F為

    根據後兩個方程我們可以得到

    再根據彈簧振子的週期公式T=2π√(m/k),以及單擺做簡諧運動時的比例係數公式F=-kx,可以得出

    由於我們計算的不是週期,而是掉落到另一端的單程時間,設為t吧。那麼t=T/2

    其中萬有引力常數G=6.67*10^-11次方,地球密度ρ已知大約為5500kg/m³

    於是我們可以輕鬆的求得t≈2530s,也就是大約為42分鐘。

    然後有趣的事情發生了,你會發現這個公式

    和地球半徑R一毛錢關係都沒有!也就是說任何一個球體,你從中間打個洞,如果要掉到另一端的時間和這個球體的半徑R沒有關係,只和這個球體的密度有關,且成反比。

    當然這個結果我們假設了地球密度絕對平均,真實情況地球密度並不是這樣的,請看圖

    從以上圖表中,我們可以看到,地核比地幔、地殼密度大得多,越靠近地心密度越大,剛開始前往地心過程中引力是相對恆定的

    到了上圖的臨界點之後,密度發生較大的變化,計算中的質量和引力也隨之改變。所以,我們可將計算分為兩部分

    1. 恆加速度下落部分

    t1 =√(△x/a)=758 s

    2. 引力隨著半徑減少的部分

    計算方式與前文假設的密度均勻分佈相同

    只是現在的初速度為17000英里每小時

    可計算得 t2=348 s

    t總=2 x (t1+t2)=2212 s=36.9分鐘

    不過,這也只是粗略計算

    更精準的演算法是基於地球密度分佈曲線,我們繼續腦洞

    得出加速度、速度、時間的分佈曲線

    我們便能得到更精準的答案38分鐘零6秒。

    實際情況

    要說實際情況就要考慮一下這件事情的可能性了,其實地下的深處有什麼一直算是人類的未解之謎吧,因為想要打一個深的洞穴並不是很容易。

    地球的結構是很複雜的,分為主要有地殼、地幔、地核。

    單是地殼就有33公里深,而目前為止人類打過的最深的鑽井是12公里多深。最初的開挖工作是較為順利的,在前7000米的深度多為質地堅固均勻的花崗岩,但再往下開挖就變得不那麼容易了,進入了質地鬆軟的層狀岩石區,鑽頭經過這裡的時候,鑽柱會被岩石卡住,鑽頭在提升過程中掉落。

    因為經常發生這樣的事故拖慢了挖掘進度。而且當開挖到地下足夠深處時,還會遇到一系列技術難題,比如地殼深處的溫度高達300多度,科學家必須想出一製冷的辦法來使得鑽頭能在高溫下工作。

    所以你看,挖的越深困難越大,高溫低氣壓等惡劣的環境給挖掘工作帶來了很大的困難,在這種真實的條件下,及時有一天挖串了一個洞,人跳下去的成活率也幾乎沒有了。

    關注媽咪叔,帶你走進趣味物理科普。

  • 3 # 京之

    想都別想!那是不可能的。假如有能力挖穿地殼,鑽挖的工具到達地幔時也融化了,並且會人為引發岩漿噴發及火山形成,那可是災難啊!

  • 4 # 一本正經得扯蛋

    地心引力,顧名思義就是往地球中心吸進去的力,到達地心你就不會在往另一邊掉了,不過你能挖穿地球的前提下,到了地幔層都是岩漿你就不行了

  • 5 # 會飛的豬162133288

    從球心透過“我”可能不行,用鐵鍬挖體力不支,按30000天都有能力挖計算壽命也不行,按工具磨損率,經濟能力支撐不起。但是我能“忽略地球曲面硬性要求,在腳下挖一個十米左右長小型隧道,並穿過去”。條件是:①給我一個月時間②三個月誤工費。

  • 6 # 依稀夢中人112

    只討論引力,不考慮空氣阻力和地殼因素且把地球看成是正圓。你在透過地球各個不同位置時所受到引力是不同的。在地面時引力最大,在地心中央時,由於引力抵消,你受到的引力可以看作為零。那麼從這頭跳下,透過地心前是重力加速,透過地心後是重力減去。你會到達另一邊地表後又開始重新墜回。

  • 7 # 旭旭牛X的父親

    地球本身由地幔 熔岩對流層 地核主要這三構成 如果是初中加速運動題 那麼只能做無規則震盪運動參照分子原子的運動狀態 如果是腦洞題 你沒見過哆啦A夢的穿牆神器呼啦圈嗎 如果是科幻物理 連岩漿跟地核都不在話下了給地球串個串串是個事?

  • 8 # 科學無處不在

    第一部分@現象篇:

    在電影《地心歷險記》中,特雷弗,和他的侄子以及漢娜三人向著未知的地心發起了挑戰!他們來到了地球的深處,從沒想象到過的夢幻世界穿越,然後越來越接近地心時發生了很多驚心動魄的故事,比如地心深處的火山即將爆發,灼熱的熔岩飛濺,勇敢的三人在探險中必須儘快找到出路!這樣驚心動魄的故事,同時也給我們展現了地心的驚險與不可思議!

    第二部分@科學疑惑篇:

    地球雖然近乎為圓,但是真的可以直接穿過去嗎?會不會發生地心歷險記中的場景呢?又會有哪些不可思議的事情出現?有科學依據嗎?

    第三部分@科學解疑篇:

    首先,我對地心的幾個問題上,先明確幾個觀點!

    1.當你打通了地球兩端,那麼地心內部就會有空氣的存在,人要下去的話不借助任何裝備不可能實現!空氣阻力太大!

    2.越接近地心的位置,溫度非常高,可以達到6000多度以上,巨大的輻射能量也足以將你烤焦!

    3.地球密度不均勻!

    如果一切都在理想情況下的話,那麼你應該會這樣:

    由於地心引力和地球自轉的緣故,所以你剛開始是貼著洞壁開始旋轉,到達地心時達到最大速度以及旋轉速度,然後在上升的過程中又貼在了洞的另一邊,然後逐漸減速!根據能量守恆的話,剩下的能量應該足以讓你到達另一端哈!

    要知道,這是在忽略溫度,阻力,密度,氧氣等等條件下的理想狀態!當然根據"阻尼振動"得出最可怕的分析也可能是停留在地心位置不動哈!

    所以也就是條件得非常理想的情況下才可以做到穿越的設想!換句話說,也就是現有條件與認知下不可能做到噢!

    第四部分@科學科普篇:地心,是地核的俗稱,是指地球的中心部分,半徑約3480千米,主要由鐵、鎳元素組成!地球赤道直徑 12,756.28 公里,極直徑 12,713.56公里,平均地球直徑 12,742.02 公里!地球的質量約為5.965×10^24kg,這是根據萬有引力定律測定的!從地球的質量也可得出地球的平均密度約為5.52克/立方厘米!
  • 9 # 淺如清夢

    如果不考慮地心熱量高的情況,那麼應該頭向下進洞,這樣會一直做加速運動到地心,再減速運動到地球另一端並且此時速度為零,這樣抓住另一端的洞口爬上去,否則只是腳先出去

  • 中秋節和大豐收的關聯?
  • 什麼是AE、AM,還有CMO?