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如果真从日本挖一个洞 能直着挖到里约吗?

时间:2016-08-24 | 来源:互联网 | 阅读:52

话题: 里约奥运 里约奥运会 日本人 日本

代入进去可以得到, a = G · · 4/3 ·π· d.(当d = 地球半径r的时候,a就是地表的重力加速度g。)

前面那一堆都是常数,重点在最后:你受到的地球的引力,和你与地心的距离,正好是完美的正比关系。……这关系是不是很眼熟?正好和胡克定律一模一样呀!连在弹簧上的小球,可不就是受力和距离成正比的标准简谐运动么。

而简谐运动的周期是T = 2π· ( d/a ) ^1/2,所以很容易得到,T = 5068秒,大约84.5分钟。这是一个来回的距离,而单程需要42分钟。

一个有趣的非巧合:这个周期公式和绕地球圆周运动的人造卫星公式一模一样。换言之,如果我们在跳进洞里的瞬间发射一颗卫星令其贴地飞行(忽略空气和地形起伏),那么在另一头出洞的时候,卫星正好也会飞到目的地迎接你。

另一个有趣的事实:注意这个周期公式里的d/a一项,因为a本来就正比于d,所以二者可以约掉。换言之,旅行所需时间(不考虑相对性)和星球的大小无关。不管任何星球,无论它多大,只要密度和理想地球一样,那单程所需时间一定都是42分钟。

在一个理想地球里,这是一种非常完美的交通运输方式。首先,旅行者全程失重,想摆什么姿势就能摆什么姿势。其次,无需消耗任何能源。第三,旅行的前半程逐渐加速,过地心时抵达每小时28万千米的最快速度,经过地心之后又逐渐减速,到对面的时候速度正好回到了0。不过你得赶紧抓住个什么东西,不然又掉回去了。

当然咯,我们的地球一点都不理想……之所以这么好的交通还没有成为现实,是因为这么几个基本问题:

1、纯正管道要连接地球表面相对的两个点,问题是地球上大部分人口密集区的对面都是海洋啊……真正住人的地方能对上的,只有中国局部地区/东南亚和南美。

2、隧道必须是真空的。要想让穿过地心的运动成为简谐运动,那就不能有阻力,否则人的最快速度只能抵达每秒一百多米,以这样的速度不但抵达地心要花10小时以上,而且远远不足以从另一端穿出,很快就会掉回去,最后停在地心动弹不得,那时候可就谁也救不了你了。


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