科学瞎想系列之二十五 在地球上钻个孔会怎样?

这期让我们正经瞎想一把,如果在地球上通过地心打一条隧道,然后做一个胶囊式的车箱,我们乘坐这个胶囊车钻下去做一次旅行会是怎样的状况?下面我们就一起瞎想。 1 首先地球的深处很热,热得不要不要不要的,穿背心都不行!这个我们就不瞎想了,假设热不是个问题。 2 隧道里有空气,当我们跳下去后会像自由落体加速,当速度大到一定程度,我们与空气摩擦产生的热量也会热得不要不要的,脱了背心都不行!怎么又说热!不是说了吗?热不是个问题。假设隧道内抽了真空,这样就不发热了。 3 地球在自西向东自转,我们也随着它一同转,毛主席他老人家说了,坐地日行八万里,地球赤道的线速度约为466米/秒(1677公里/小时),自转轴线与南北极表面的交点线速度为0,地心的线速度也为0。如果这条隧道沿地球的自转轴线贯通南北,我们就会顺利掉下去。若这条隧道开在赤道上,我们下去后除了自由落体加速飞向地心还要被隧道的侧壁推着把我们的切向线速度由466米/秒减小到0。好了,我们再假设地球自转也不是个事,忽略掉。 4 接下来我们就说说,上述问题忽略掉后,我们下去会是个神马情况。这时我们下去首先就像跳井一样自由落体,飞速向地心冲去,一开始的加速度就是重力加速度g,随着离地心越来越近,加速度逐渐减小,但速度越来越大,到达地心时速度最大,在越过地心到下半程时,相当于向上运动,在地球引力的作用下开始减速,直到对面的出口径向速度再次减小到0,我们又从地球的另一端出来了!如果我们对面的阿根廷同志们不及时把我们抓住,我们就又会沿来的路径再次返回俺的故乡黄土高坡。如此反复,这叫简谐振动。 5 值得一提的是,这种简谐振动过程中,我们在胶囊里处于失重状态,我们就和在宇宙飞船里一样一样的,想怎么折腾就怎么折腾。因此如果真有这么一条隧道,训练宇航员那就方便多了。另外我们想去啊根廷旅行,坐神马飞机,直接钻到胶囊里就去了,而且还不用耗费动力。这不成了永动机了吗?好怕怕! 从瞎想中回到现实,即使热不是个事,实际上隧道里也会有空气阻力,胶囊被侧壁强压时也会有摩擦,克服这些阻力与地面上的交通工具一样会消耗能源。永动机是不可能的。 本篇纯属瞎想,目的不是为了实现这个不靠谱的瞎想,而是通过这种瞎想向大家普及一些基本的科学知识。 以前老师从来没有给宝宝们留过作业,今天得给宝宝们留道作业 : 忽略所有阻力和地球自转影响,我们的胶囊车自由往返一次的周期是多长时间呢?好好想想,这个作业可真有点难哦,答对的同学老师可带你做瞎想博士。

原文发布于微信公众号 - 龙行天下CSIEM(gh_a8911987218e)

原文发表时间:2016-12-14

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