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“掉落”到地球彼端需要多久?(圖)


7 D7 @" a3 w2 ]- a3 n: I* @“掉落”到地球彼端需要多久?
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4 f/ l6 ~$ w7 A1 x) b! o" p6 F如果有人設法挖了一條貫穿地球的通道,並成功“掉”了進去,他需要多長時間才能到達通道的另一端呢?這是一個每年都會向學生提出的問題,且大家算出的答案大多是42分鐘。但這真的是正確答案嗎?
/ |6 n1 L& k9 N  \9 d' `8 R5 k6 k9 v公仔箱論壇亞歷山大·科羅茨(Alexander Klotz)是加拿大麥吉爾大學(McGill University)的一名學生,他近日對一個由來已久的物理問題進行了計算,即如果地球中心被挖了一條通道的話,一個人需要花多長時間才能從這一頭“掉落”到通道的那一頭。此前,人們給出的答案大多是42分鐘,但他得出的結果卻是38分鐘,並將自己的論證、計算過程和結論發表在了期刊《美國物理學雜誌》( The American Journal of Physics)上。
' `% ~- E3 `; T% G3 etvb now,tvbnow,bttvb在得出42分鐘這個答案時,人們往往將重力變化產生的影響考慮了進去(由空氣引起的摩擦力在此不予考慮),因為人在接近地心時,重力會逐漸減弱;而隨後遠離地心時,重力逐漸加強,這時人體就相當於沿著與重力相反的方向向“上”飛去。人們普遍認為,在前半程“墜落”過程中產生的速度足以讓人克服重力,來到通道的另一端。os.tvboxnow.com+ P) y/ n# @/ h3 C) f
但科羅茨認為,應當將地球內部密度的變化考慮進去。已經有很多研究顯示,地心處的密度比地殼要大很多,而這無疑會對墜落過程產生影響。他使​​用了一系列地震勘探數據,計算出地球內部不同深度處的密度,從而對上述問題給出了一個更精確的答案。最終的結論是,一個人只需38分鐘(零11秒)便可穿越地球,而不是42分鐘(零12秒)。
' n  l# F" Y6 p, p8 B5 v  e有趣的是,科羅茨還注意到,就算假定全程重力都保持地面水平不變,計算得出的結果同樣也是38分鐘。
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