地球打通一个洞,人跳下去,会落到什么位置?

会落在通洞的位置。




谢邀!

我们都知道地球是一个球体 ,从地球的一面到达另一面需要经过漫长的路程,那么如果在地球上挖一个无底洞 从北极通往南极,人类跳进这个洞以后,会落在什么位置呢?

学过地理我们都知道,地球的半径是6370公里,也就是说,这个无底洞将会有12740公里长。首先人一旦跳进这个无底洞中,在离地面40公里左右的地方,温度已经上升至1400°那么高了。

人在这种状态早已变成灰烬,而在地球的地心更是高达6000摄氏度,所以以人类现有的技术来说,根本就无法靠近地心,更别谈什么挖穿了。

抛开其他因素不谈,现在就假设人类的科技可以挖穿地心,并且克服地下高温高压的恶劣条件,当人跳进这个洞,在地心引力的作用下,人会下落得越来越快。

最大的速度将会高达每小时35000公里,当人到达地心位置的时候,所受的到的重力为0,就像是在外太空一样,但在惯性的牵引下,人还会继续往下坠落,不过速度会变得越来越慢。

一直到地球的另一边,那时候人的速度将会变成0,整个过程仅仅耗费大约40分钟,如果洞口没有人拉一把的话,这个人将会重新掉回洞里,一直做重复做加速减速运动。

另外,地球的自转可是会产生科里奥利效应的,简单说,就是人在坠入无底洞的过程中,将会因为这个效应不停地在洞内的墙壁上来回撞击 ,估计还没到达地心,就要撞个鼻青脸肿了。




地球打通一个洞,人跳下去,会落到什么位置?

其实这是一个非常复杂的问题。就从几种我所能想到的情况分类讨论吧!

首先,强调在此不讨论能不能打通的技术问题。

随便打一个洞——估计不出几千米就会撞到洞壁上。

可能走不了多远,因为这里会有一个“科里奥利效应(Coriolis effect)”,让你直接就走不了多远就一头撞在洞壁上。

科里奥利效应(Coriolis effect)是在地球自转的影响下产生的效应。

我依稀记得刚刚学习地球是绕地轴自转的时候,感受酷毙了,白天、黑夜的变化都是通过地球自转实现的。直到有一天知道,原来马桶冲水的水向下旋转方向也是受到地球自转影响的。(地球自转还可以这么操作。)

北极点上空向下看,地球呈逆时针方向自转;南极点上空向下看,地球则呈顺时针方向自转。这就导致科里奥利效应影响,北半球马桶里的水向逆时针方向往下排,而南半球马桶里的水则向顺时针方向往下排。


地球自转的平均角速度为 7.292×10^(-5)弧度/秒,在赤道上的自转线速度为 466 米/秒。

地表的自转线速度到地球内部的线速度逐渐减小,所以你跳下去自身和地球自转的线速度逐渐大于身边的岩石速度,就会慢慢偏离直线轨道,做曲线运动到时候就撞在洞壁上。

所以地球打通一个洞,人跳下去,估计不出几千米就会撞到洞壁上。

直接在两极打洞(没有科里奥利效应),同时补充一点:假设没有空气阻力和摩擦力。

由于地球的质量更多分布在靠近地心的地方,所以乐观估计在下降的前3000千米中,受到的重力基本是相同的。

这里就要祭出,我们中学就学过的重力加速度a=9.8米每平方秒。

所以预计13分钟你就可以达到地球外核。

这时候地球的密度越来越大,所以这时候所受到的重力应该增加,暂且预估为10%。

向上的万有引力越来越大,但是还是小于向下的万有引力,直到到达了地球核心,这时候受到的各个方向的万有引力相等,所以就是失重状态。

但是,冲跳下之后,一直是有加速度,速度一直在增加,这时候你是一个高速运动的物体,所以继续向下,你是在在做加速度逐渐变大的减速运动。

这时候高中物理就告诉我们,不难看出,这时候的引力和弹簧拉动着一个物体上下运动产生的效果,具有相同性质的力。

引力驱动下产生的运动和弹簧振子产生的运动一样,是一种简谐振动。整个过程,势能-动能转化过程。

我前面说过,假设没有空气阻力和摩擦力,所以就是理想状态,也就是说没有力的损失,那么就可以顺利到达地球那一端。

地球直径:12756千米;

估算了一下,达到地心时的速度为35000千米每小时=10千米每秒,达到地心所需时间大约为19分钟。

一旦穿过核心,你的速度就会变成慢慢下降(相对于地球另一头,就是上升。)直到达到地球另一头,你的速度才降为零。

所以完成这次穿越大约需要38分钟。

想想38分钟就可以穿越地球,这个速度还是挺快的。

但是很遗憾的是全世界最深的洞——科拉超深钻孔,也只是达到12,262米,距离穿越地球还任重道远。

直接在两极打洞,考虑摩擦力和阻力。

那么掉下去的时候,摩擦力和阻力会消耗下落的动能,把简谐振动变成阻尼振动让运动的振幅越来越小,最后漂浮在地心。这时候才是真的做到了失重。。。

其实还有很多因素没有考虑,比如,地球不是一个密度均匀的球体,基本上地球的密度都不均匀分布的,那么在下落的过程中也不这么容易简单处理的。

提供一张根据现有数据估算出来的地球内部真实的重力加速度变化情况。我能做的只有这么多,如果你有办法算的话,不妨算一算。




想把地球打一个洞,基本是不现实的事情。

地球的直径距离大约为12700公里,从外到内的结构分别为地壳、地幔以及地核。其实和一个煮熟的鸡蛋比较类似,地壳就像是鸡蛋壳,只有薄薄的一层,大约有17公里的厚度,结构非常的坚硬。

而地幔就像是鸡蛋白,厚度可以达到2900公里左右,地幔是地球内部体积最大、质量最高的一部分,物质形态具有一定的可塑性,火山喷发的岩浆大部分来至于地幔。

另外地核就好比是鸡蛋黄,厚度超过3000公里,大概分为外核与内核两部分,外核基本是业态的铁,厚度大约有2200公里,内核基本为铁、镍元素组成,应该是一种固体的铁镍合金。

由于没有人真的见过地球内部的结构,因此对于很多元素的判断也仅仅是一种推测。

人类至今为止打的最深的井,是前苏联于上世纪60年代末期开始启动的工程,最终也只打到了12226米,大约12公里,连地壳都没有穿透。这个数值与地球的直径根本没有什么可比性,所打的深度只有地球直径的0.19%左右。

人类费了“九牛二虎”之力,历经数十年的时间,最终也只打了12公里多一点的深度,想要把地球打穿基本上是不可能完成的任务。

而且上文也已经提到了,地球内部并非全部为固体实心结构,就算人类可以一直往深打洞,最后也一定面临着岩浆喷发。而且地球内部的温度高达6000摄氏度,人类已知的金属的熔点都是低于这个温度的,任何钻头也都会被高温融合,另外地球的内核应该是密度极高的金属状态,基本上也是很难被钻头突破的。

人类对于地球内部的了解其实都不如对于火星表面了解的多,所以说“打穿地球”的这个想法基本是不现实的,其难度可能远高于人类进行太阳系内部的星际探险。

假设有这么一个贯穿地球的洞,一个跳下去会落到什么位置呢?

其实是个问题目前只能停留在想象的层面了,我们就假设真的有这么一个洞,从地球的一侧通过地心到达地球的另一侧,其内部是完全贯穿的,没有任何高温及岩浆的影响。在这样的情况下一个人如果跳下去,最终会落到什么地方呢?

这里其实主要需要考虑的是重力加速度和地心引力的两个问题。

要知道地球的直径是非常长的,即便是到达地心位置的半径长度也多大6300多公里,一个人如果跳下去,到地心时的速度很可能已经超过了9公里/秒的速度,这是一般人无法承受的速度,如果没有保护措施,基本上可能就会化为灰烬了。

然后我们要考虑的就是“地心引力”的问题了,这个人之所以能跳进这个洞,并不断的下坠前行,主要就是由于“地心引力”影响。如果这个洞贯穿地球,那么就很可能出现一种“有趣”的情况。

由于从“地心位置”向这个洞的两端所产生的引力的方向是正好相反的,那么这个人由于加速度的影响可能会飞跃地心一段距离,然后由于收到了相反方向的引力影响,也就会顺着相反的方向再次坠落,这种情况可能会反复多次,最终这个人很可能“漂浮”在地心的某个引力平衡点,最终也就会永远的停留在那里了。

以上个人意见仅供参考。




这个问题还是挺有意思的。如果我们把这个问题当成一个理想问题来看,那么首先我们要做如下的假设:

1)地球是个完美的球体,并且密度在各个位置都是完全一样的;

2)打的洞是笔直的,并且洞的壁面是完全光滑的,不会产生任何的摩擦力;

3)没有空气阻力作用的;

4)洞中的环境始终是适合人生存的;

在以上所有这些假设的基础之上,我们根据能量守恒可以知道,人从这个洞里跳下去,首先由于科里奥利力的作用,你会由于地球的自转而贴在洞的壁面上(除非这个洞刚好打在地球的转轴上),但是因为壁面不会给你阻力作用,所以你只要稍微调整姿势,就可以坐上一个超级滑的“滑梯”,飞速的向地心不断的加速滑行,当然,你会发现你的速度虽然在不断上升,但是加速度却是逐渐变缓的(这个需要推导的,因为你收到的重力作用只相当于你所在的半径那么大的球体的重力作用,外面的那一层壳对你是没有作用力的)。

到达地心之后,你首先要做的是调整一下位置,不然科里奥利力会让你的头撞在另一侧的壁面上。然后你就会发现你滑行的速度越来越慢,并且这个速度减慢的速率也是在不断上升的。而最后一秒钟,你会安稳的到达地面,速度刚好为0,非常优雅(如下图所示)。

↑差不多就是这样的↑

但是实际情况肯定要跟这种理想假设差太多了。

首先,地球不是完美球体,内部质量分布也是极不均匀的,所以你到底能不能回到地面上,要看运气。如果洞的那一头是珠穆拉玛峰峰顶,你就不要想上去了;

另外壁面的摩擦和空气阻力也会消耗掉你的大量的动能,导致你最终并不能抗拒引力回到地面上,然后你就会在通道中来回来回的摩擦摩擦,最后停在地心的位置。

而且,越靠近地心温度越高,而且壁面也会由坚硬的石壁变成柔软的岩浆,流动的岩浆会堵死通道。

所以,为什么要挖洞呢?还是安安稳稳的站在地上吧。




首先指出,这是一个根本不可能成行的伪命题!姑且不论人跳下去会落到什么地方,光是把地球打个洞就无法实现。

①,在上世纪初有西方多位科学学家,根据地震波的纵波(p波)和横波(S波)的传播速度及运动规律,初步推算出地球是由地壳,地幔,地核这三部分构成的。

②,地球的赤道径是12756公里。→其中地壳的厚度为17~70公里,主要由岩石组成。大陆的平均厚度为33公里。→地幔这一层介于地壳和地核之间,这一层的厚度为70~2900公里。在这层里有岩浆和固体同时存在。→地核的深度大约在地下2900~5000公里为外核,其物质呈高温的液态。5000公里以下的深度为内核。(地球从地表到地心的半径是6378公里)。

③,由上可知,别说人跳下去怎样,光是这个洞就根本打不了!固态尚可,高温(4千~6千摄氏度)液态怎么打洞?因此这类探讨全当是了解一下地球的基本构造而已。




首先不考虑这个洞能否打通,我们假设已经打通了这个洞,如果人要想跳下去,我们还必须假设这个洞是可以隔热的,因为如果考虑地球内部6-7千度的高温的话,人在落到地球中心之前就已经气化了,根本不可能进入地心。

如果不考虑洞壁摩擦与空气阻力,在最理想的情况下,当从地球的一面跳下去之后将可以直接到达地球的另一面,例如从中国跳下去可以直接到达美国,从北极跳下去可以直接到达南极,而且如果再假设地球是规则而均匀的球体的话,人跳下去的初始速度是0到达地球另一端的最后速度也是0。这听起来很奇妙是不是?跳下去之后,下落速度逐渐增大,到达地心时,速度达到最大,此时人受到的地球引力为0,然后随着离地心的距离越来越远,速度逐渐减小,到达地球另一端时,速度减小到0。如果没有外界干涉的话,人会在洞内循环往复的从一端到另一端,就像钟摆一样。

如果考虑空气阻力或者洞壁摩擦,那每个循环之后都会向地心靠近一步,并在经过一定次数的循环后停留在地心。

所以跳下去之后落到太空之类的担心是不是发生的。那么是不是有人会担心,人在地心受到地球四面八方的引力会不会被撕扯成碎片呢?这个也是不会发生的,因为引力并不是很大,比如我们很多人都有拉单杠的体验,地球引力对我们的撕扯最大的时候也仅仅是吊在单杠上这么大的力,在地心的时候这个力被分散到了四面八方,所以在每个方向上的力都是很小的。




地球打通一个洞、人跳下去、会落到什么位置?排除一切不可能、假设可行。结果很简单。人像活塞一样在洞中往复。因掉下去后地心引力使人加速穿行。而超过地心后同样因为地心引力减速穿行。刚快到地面时、地心引力使人体重力加速度处于平衡、短暂静止后、人体又会向地球另一面穿行。这种活塞运动永不会停止。大概就是这样。




下面的回答可能有些「残酷」,慎入。

首先,这个问题有好几个变量,其一,是「地球打通一个洞」,这个洞打在哪里?如何打通,是否穿过地心?;其二,会落到一个点呢,还是会……碎掉然后落到一大块区域呢?这些都是要仔细讨论的问题。

首先,第一个问题,洞开在哪里?我们知道,地球虽然整体上看起来是球形,但细部的山峦起伏还是非常大的。先假设洞里没有空气,这样可以简化讨论。如果两边洞口的海拔不一样,结果很显然是有差别的。对面的海拔高,那就没法到达地面;对面的海拔低,就有可能停在对面。这都是很容易看出来的。

进一步,这个洞怎么打,如果过地心,那通常来说很好办,似乎可以直来直去。但是,我们不要忘了,地球是在旋转的。我们在下落的过程中,变化的只是法向速度(指向地心的速度),而切向速度(地球旋转所产生的初速度)是不会变化的。这就导致了,我们在下落的过程中,如果隧道是直的,就会不可避免地撞到隧道壁上,也就是我开头说的,「人会碎掉然后落到一大块区域」,这是必须要考虑的。但是,如果沿着地球的自转轴跳下去的话,就不需要考虑这个问题了。有人可能觉得要考虑质量分布不均匀的问题,实际上,这种「不均匀」是很小的,相对差异几乎可以忽略。之前网上曾流传一个地球引力分布图,其实,那是大幅度夸张之后的结果,所以,只要在转轴处跳下去,是可能达到对面的。

另一个打洞的方式,则是绕过地心,且恰好使得人能够一直保持与洞壁有一定的距离。这种情况下,通常也能平安到达对面。这时,同样也要考虑入口与出口的海拔差异。




每一个星球其实就是一个被无数个实体填满的黑洞,所以每当一个星球爆炸后又将回原到它的本质~黑洞。现在假设能将地球打穿,那么黑洞的平衡也将会全部打乱,在黑洞的超强吸力下,它会在几毫秒的时间内将地球重新吸成一个完整的圆,所以地球上的一切生物将重回到古生代,或许能以细胞的形式活着,那已经是万幸。

顶上去,让那些企图将地球打穿的砖家门反醒一下,回头是岸!!!!!!!!

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页面更新:2024-05-25

标签:地幔   地核   地球   位置   摩擦力   地心引力   地壳   球体   岩浆   地心   千米   引力   阻力   厚度   速度   科学

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