Si es posible cavar un agujero a través del núcleo de la Tierra y se cae algo en él, entonces, ¿cómo es el efecto de la gravedad en él?

De acuerdo … hay dos cosas que entender (y una que no importa para nuestros propósitos).

Primero, cuando estás fuera de un objeto esférico con masa distribuida concéntricamente (como un planeta), puedes simplificar las fuerzas gravitacionales totales que ejercen sobre ti las masas distribuidas del objeto en una fuente de gravedad puntual en el centro. Puede calcular su atracción gravitacional hacia este punto utilizando las masas de su cuerpo y el objeto esférico sobre el cuadrado de la distancia entre ellos.

En segundo lugar, cuando se encuentra dentro de un objeto esférico con masa distribuida concéntricamente (como un planeta hueco teórico), puede simplificar las fuerzas gravitacionales totales que ejercen sobre usted las masas distribuidas haciendo que todas se cancelen entre sí.

Hay algunos problemas leves con este modelo porque los planetas reales no tienen una distribución de masa concéntrica perfecta. Hay científicos que andan midiendo pequeñas variaciones en la gravedad de la superficie de la Tierra producida por montañas y cámaras de magma y grandes camiones para el caso (bromeo, no se puede detectar la gravedad de un camión con una plataforma que es remotamente portátil). Pero el modelo funciona lo suficientemente bien como para responder una pregunta tan teórica como “si cavo un agujero a través del núcleo de la Tierra”, porque eso no es realmente posible. El núcleo de la Tierra está muy caliente y está hecho de metal que se resolidificó bajo una presión inmensa a pesar de estar lo suficientemente caliente como para derretirse. Y ni siquiera llegarías tan lejos, incluso llegar a la discontinuidad de Mohorovicic es … poco probable . Pero eso significa que si asumimos que realmente puedes hacer esto, podemos suponer que puedes dejar caer una piedra y que no golpee los lados ni nada (un truco especialmente bueno porque la Tierra también gira, pero puedes cavar) el eje polar o algo, supongo).

De acuerdo, entonces, dejando de lado lo que no importa para tus propósitos, te quedan el primer y el segundo punto. Una vez que suelte la piedra, caerá dentro de la Tierra, y eso significa que ya no está fuera de la Tierra en su conjunto, solo está fuera de esa porción esférica de la Tierra que está más cerca del centro de la Tierra. que la piedra es La piedra está dentro del resto de la Tierra.

Entonces, mientras la distancia al centro de la Tierra se está cerrando, la masa de la porción de la Tierra que está más cerca del centro de la Tierra que la piedra se está reduciendo con bastante rapidez. Entonces, mientras que la atracción gravitacional hacia el centro de la Tierra aumenta por el inverso del cuadrado de la distancia, la masa de la porción de la Tierra que está dentro de esa distancia se reduce en algo relacionado con el cubo (la densidad de la Tierra cambia a medida que baja, por lo que es el momento de la reducción en el cubo, etc., etc., en otras palabras, el efecto gravitacional se reduce de manera casi lineal a medida que se acerca al centro de la Tierra debido a la cantidad de la Tierra que está más cerca del centro que tú se está reduciendo más rápido que el cuadrado de la distancia (y estás dentro del resto de la Tierra, por lo que toda esa gravedad se está cancelando).

Cuando la piedra está en el centro de la Tierra, irá bastante rápido, pero también estará más cerca del centro de la Tierra que cualquiera del resto de la Tierra, estará completamente dentro de la Tierra y toda la gravedad lo hará. Ser todo cancelado. Lo que sucede después depende de si evacuó toda la atmósfera junto con toda la materia sólida. De lo contrario, habrá una presión atmosférica muy densa dentro del túnel y mucha resistencia al aire, y la piedra no logrará salir al otro lado del túnel. Si ha sellado al vacío el túnel a la perfección, entonces la piedra podrá alcanzar la misma altura aproximada en el otro lado, luego caer de nuevo y llegar a donde la dejó caer en primer lugar.

Como sabes, g = GM / R ^ 2

La gravedad depende tanto de la masa como del radio de la tierra.

Dentro de la tierra, la gravedad aumenta gradualmente hasta alcanzar el manto inferior. La razón de este aumento gradual es la gran masa del núcleo. Comienza a disminuir rápidamente cuando vamos más allá del manto inferior y se convierte en cero en el centro.

Hombre, hay algunas respuestas locas a este experimento.

No voy a entrar en cómo la gravedad deforma el espacio-tiempo, por eso las cosas se “atraen” entre sí. En cambio, mantengamos esto en estilo newtoniano.

Entonces, esencialmente tienes un tubo de un lado de la tierra al otro. Descuidemos por un segundo el manto y el núcleo de hierro fundido, y supongamos que, de hecho, puedes formar este tubo.

También dejemos de lado cosas como la resistencia del aire y las fuerzas de rotación que causarían estragos en el viaje de una piedra de esa distancia. En un “experimento ideal” estás parado a 2 metros sobre el nivel del mar y dejas caer la piedra. Supongamos también que la masa de la Tierra se concentra en un punto en el centro. Esto simplifica las cosas drásticamente. (Por lo general, la fuerza debida a la gravedad variará debido a que usted cambia la masa delante y detrás del camino de la piedra).

Tomando estos supuestos, la gravedad lo llevaría hasta el núcleo, acelerando a medida que avanza. Estaría a la velocidad máxima cuando pase el centro de masa exacto de la Tierra. Luego comenzaría a subir, desacelerando a medida que avanza, y saldría del otro lado del tubo, y se detendría exactamente a 2 metros sobre el nivel del mar al otro lado de la Tierra. (Y retroceda nuevamente si nadie lo atrapó).

El efecto es similar a poner una canica en el borde de un tazón y dejarla ir. Acelera hacia el centro, luego se desacelera en el otro lado del tazón, deteniéndose aproximadamente a la misma altura que lo dejaste ir al otro lado.

Esto es, por supuesto, ignorar cosas como la fricción (resistencia al aire) y la velocidad terminal que crea el efecto, también la rotación de la tierra causaría problemas ya que el camino no sería una línea recta, a menos que estuvieras exactamente en el punto geográfico (no magnéticos) polos.

Los Flat Earthers me hacen reír.

Especialmente porque literalmente he navegado “alrededor” del mundo. Realmente necesitan tomar una clase de física. Intenta preguntarle a un Earther plano cómo funciona el GPS. Tan pronto como usan la palabra “órbita”, ganas.

El objeto ejecutará un movimiento armónico simple, porque la fuerza gravitacional aplicada por la tierra sobre el objeto es directamente proporcional a su distancia desde el centro de la tierra.

El centro de la tierra será su posición media.

Cuando estás dentro de un objeto sólido, la fuerza es proporcional a la distancia desde el centro del objeto.

Por lo tanto, la fuerza de la gravedad se debilitaría cada vez más a medida que avanza hacia el centro de la Tierra, se volvería cero en el centro y aumentaría una y otra vez (en la dirección opuesta) a medida que avanza hacia el otro lado.

Por lo tanto, si cayeras en un agujero así, oscilarías de un lado a otro a través de la Tierra.

[Fingiendo que la Tierra no está girando, por cierto, entonces obtenemos solo gravedad. En realidad, terminarías golpeando una pared debido a la rotación de la Tierra, si cayeras desde cualquier lugar excepto los polos.]

Es difícil hacer esto pero no imposible.

Puede haber diferentes cambios que la Tierra puede observar que aún no hemos visto.

Pero si las condiciones permanecen tan presentes como hipotéticamente

Todo lo que dejes caer seguirá moviéndose

Cuando se arroja hacia abajo, caerá de un lado y luego cuando llegue al otro lado. La gravedad de ese lado lo empujará hacia sí mismo y volverá nuevamente al primer punto.

Esto continuará … . hasta que no se aplique alguna fuerza externa.

Y habrá un punto en el que la velocidad de ese objeto será cero. Cuando la fuerza gravitacional del otro lado es igual al impulso del objeto que sale.

La respuesta simple a su pregunta es que sería muy difícil cavar un agujero en el centro de la Tierra porque la inmensa presión en la profundidad haría que los lados de su agujero colapsen. El interior de la Tierra también es muy caluroso, por lo que te cocinarías en el camino. Por supuesto, eso no es divertido y no llega al núcleo de su pregunta.

La masa de la Tierra ejerce una fuerza sobre todo, arrastrando objetos hacia su centro, por lo que caemos hasta que nos encontramos con algún objeto inamovible entre nosotros y el centro de la Tierra (por ejemplo, el suelo). Si hubiera un agujero hasta el centro de la Tierra, caeríamos, acelerando
hasta que alcanzamos la velocidad terminal (donde la resistencia del aire nos impide ir más rápido). El problema es que tenemos un impulso al caer, por lo que atravesaríamos el centro de la Tierra. Si todo se tira hacia el centro de la Tierra y nuestro agujero atraviesa la Tierra, ¿qué crees que sucederá después de que caigamos más allá del centro de la Tierra? ¿Dispararemos al otro lado o disminuiremos la velocidad?

La falta de oxígeno y calor en el núcleo sería el principal problema …

Considera que encuentras una solución para ambos, cuando comienzas a perforar, llegarás al núcleo de la Tierra
Hasta que alcances el núcleo, la gravedad te ayuda, pero después de llegar tienes que cavar contra la gravedad … y te empujará hacia el núcleo y tendrás que usar más fuerza para superar la gravedad …

Cuando llega al centro, todas las fuerzas de la gravedad de la Tierra se cancelarán y descansará en una caída libre estacionaria. Debe llegar al centro exacto, por supuesto.

Esto se debe a que toda la masa de la Tierra tirará de ella por igual en todas las direcciones, por lo que llegará a un punto donde la fuerza neta es cero.

La gravedad puede parecer normal, pero es inestable en su … núcleo.

Cavar el hoyo a través del núcleo de la tierra hasta el momento imposible, ya que cavar hasta que la región deseada derretiría cualquier sustancia … y esto tomará millones de años … y cavar un hoyo resultará en situaciones devastadoras … que eventualmente conducirán a la muerte.

He visto una película con el mismo concepto. Ahora no recuerdo el nombre de esa película.

a medida que vaya profundizando, la gravedad seguirá disminuyendo. En el centro se convertirá en cero (sentirá que está en el espacio). Cuando comience a moverse hacia el otro lado, la gravedad seguirá aumentando.

En su camino hacia abajo, en algún momento, supongo que la piedra sería retenida por la inercia ejercida sobre ella como resultado del movimiento de la Tierra o de otros campos magnéticos. Y, si eso no sucediera, entonces, después de pasar por la Tierra, necesariamente comenzaría un viaje interminable hasta que un día se estrelle contra otros objetos en el espacio.

Movimiento armónico simple. El objeto entrará en el núcleo con la aceleración dada por la gravedad y luego, cuando llegue al núcleo, experimentará una caída libre hacia el agujero restante hacia el otro extremo. Cuando llega al borde, nuevamente viaja al núcleo y así sucesivamente.

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