¿A qué profundidad es el valor de g igual al de una altura de 32 km sobre la superficie de la Tierra?

El valor de g (aceleración en un objeto debido a la atracción gravitacional de la Tierra) disminuye a medida que uno desciende por debajo del radio / superficie de la Tierra (suponiendo que la Tierra sea una esfera perfecta aquí). De hecho, si perforamos un agujero a través de la Tierra y dejamos caer algo en el agujero, y suponiendo que el magma permanezca en su lugar y no queme el objeto, se comportaría como si fuera un resorte, ya que la fuerza es lineal del centro de la tierra.

Para responder a la pregunta, algunas matemáticas:

g = GM / (R + r ‘) ^ 2,

donde r ‘es la distancia sobre la superficie de la Tierra, y R y M son el radio y la masa de la Tierra, respectivamente. G es la constante gravitacional.

Si r es nuestra distancia desde el centro de la Tierra, y r <R, entonces g sería:

g = G * M * (4/3 * pi * r ^ 3) / (4/3 * pi * R ^ 3) / r ^ 2

porque solo la fracción de la masa de la Tierra dentro de una esfera de radio r contribuye a una atracción gravitacional neta (los bits de masa fuera de eso se cancelan entre sí).

Esto se simplifica a g = GMr / R ^ 3 (lineal en r). Al igualar las dos fórmulas para arriba y abajo de la superficie, donde r ‘= 32 km y R = 6371 km, obtenemos:

r = R / (1 + r ‘/ R) ^ 2 = 6371 km / (1 + 32 km / 6371 km) = 6307,5 ​​km

Eso es aproximadamente 63.5 km debajo de la superficie de la Tierra.

Solo mostraré algunos gráficos de la gravedad frente a la altura para que pueda ver cómo la representación de la relación de gravedad, profundidad y altura:

La línea azul representa la gravedad.

Estamos distantes de la parte más densa de la Tierra, por lo tanto, si bajamos un poco, deberíamos obtener una gravedad más fuerte. Más allá de esta parte más densa, cuanto más bajo lleguemos, menor será la aceleración de la gravedad.

Si vemos esta altura desde el gráfico, en realidad no es tan diferente del nivel del mar. En el caso de ser significativamente más alto, tendrá que ir más de 3.500 km por debajo de la superficie para igualar la gravedad.