6.19.2016 – “¿Cuál es el efecto de la gravedad en el centro de la Tierra?”
Otras respuestas se refieren al teorema de la concha de Newton que establece que fuera de una concha esférica uniforme, el campo gravitacional es como si la masa de la concha estuviera concentrada en su centro.
En cualquier lugar dentro del caparazón, el campo gravitacional es cero (en puntos distintos del centro, las partes más cercanas del caparazón son más pequeñas de la manera correcta que el campo neto es cero). Por lo tanto, la gravedad en el centro es cero: la atracción gravitacional en diferentes direcciones es cero.
- ¿Un cuerpo colocado en el fondo de un pozo abierto de 10 km de profundidad experimentará un tirón gravitacional más alto que cuando está al nivel del mar?
- ¿Hay un planeta identificado que tenga una gravedad idéntica a la Tierra?
- ¿El envejecimiento de los humanos (o animales) depende de la gravedad de la tierra?
- Si todos los humanos en la Tierra fueran comprimidos en una bola y la bola fuera colocada cerca de la Tierra en el espacio, ¿tendría suficiente gravedad para mover la Tierra?
- ¿Qué causa que el centro de la tierra esté muy caliente?
Como la tierra puede ser aproximada por capas esféricas uniformes, la atracción gravitacional de una partícula en el centro es cero. Aunque la densidad varía, cada capa es al menos muy cercana a la densidad aproximadamente constante.
La capa exterior, la tierra y el mar, no es uniforme, pero es muy delgada, por lo que su contribución a la desviación de la aproximación es pequeña. Aun así, para cualquier cuerpo hay un punto en algún lugar donde la gravedad es cero (a menos que el cuerpo sea lo suficientemente cóncavo como para que el punto de gravedad cero no esté en la parte material del cuerpo).
En el teorema de Shell, Wikipedia, se señala que lo contrario del teorema de la concha es verdadero: si la fuerza exterior e interior de la concha uniforme son inversa al cuadrado y cero, respectivamente, entonces la ley de fuerza única es el cuadrado inverso.
Si una esfera tiene una densidad uniforme, la masa dentro de cualquier ‘sub-radio’ es proporcional al cubo del radio, por lo que la fuerza es cubo x cuadrado inverso o ‘lineal’, es decir, proporcional a la distancia desde el centro. Es decir, si hay un tubo estrecho a través del centro, una pequeña partícula ejecutaría un movimiento armónico simple. Sin embargo, no es para la tierra, porque su densidad no es uniforme.
En cualquier caso, eso es bastante teórico porque, aparte de la imposibilidad (inviabilidad) de perforar un agujero, hace mucho calor en el centro de la Tierra: 6000 Celsisus (El Centro de la Tierra es 1000 grados más caliente de lo que se pensaba anteriormente).
Todavía no he respondido la pregunta porque preguntaba sobre ‘el efecto’ de la gravedad en el centro de la tierra. Mientras que la gravedad es cero, la presión, un efecto de la gravedad, es alta: 360 gigapascales o 3,600,000 atmósferas (núcleo interno – Wikipedia). Eso es lo suficientemente alto como para que lo que se cree que sea la aleación de hierro-níquel del núcleo interno sea sólido a pesar de que 6000 Celsius está por encima del punto de fusión del hierro en 1 atmósfera. Se cree que es sólido, por cierto, porque las ondas de corte pasan a través del núcleo (como lo revelan los experimentos, vea el artículo de Wikipedia).