Frage von 3DFidibus, 55

Angenommen man hätte die Möglichkeit einen kleinen Tunnel vom derzeitigen Standort durch die Erde bis an andere Ende der Welt zu graben genau durch...?

den Erdmittelpunkt und wirft einen Stein hinein. Was würde passieren?

Hilfreichste Antwort - ausgezeichnet vom Fragesteller
von SlowPhil, Community-Experte für Physik, 32

Lassen wir außen vor, dass der Druck und die Temperatur im Erdinneren das Vorhaben von vornherein vereiteln und einen solchen Tunnel auch nicht stabil bleiben lassen würden.

Wenn wir die Wende zudem so glatt machen Sie eine Bobbahn, sodass der Stein im Zweifelsfall - durch die Corioliskraft abgelenkt -  an der Wand entlang gleiten würde, so würde der Stein wohl im Zentrum der Erde seine maximale Geschwindigkeit erreichen und beim Aufstieg auf der anderen Seite wieder langsamer werden und umkehren zurückfallen wieder aufsteigen, etc..

Was in guter Näherung auf eine gedämpfte harmonische Schwingung hinausliefe, da im Erdkern höchstwahrscheinlich eine mehr oder minder konstante Dichte herrscht und das Schwerefeld dadurch einem harmonischen Oszillator entspricht.

Wäre es zudem möglich, die Heyden vollständig auszuschalten, dann könnte der Stein eventuell die Erdoberfläche erreichen, aber nur dann, wenn er nicht ausgerechnet unter einem Berg wieder hervorkommt und die Erdoberfläche daher dort höher gelegen ist als an der Abwurfstelle.

Angeblich, so hörte ich es in einer Sendung, soll jeder (nur g-getriebene) Weg durch das Innere der Erde immer etwa 45 Minuten in Anspruch nehmen. Dieser theoretische Befund dürfte aber der vereinfachenden Annahme und springen, die Erde sei insgesamt eine homogene Kugel.

In diesem Falle wäre das Gravitationspotential im Inneren nämlich tatsächlich überall das eines harmonischen Oszillators, und da ist das tatsächlich so.

Kommentar von SlowPhil ,

Heydenn → Reibung

Antwort
von lks72, 39

Der Stein würde durch die Corioliskraft der Erddrehung an die Seitenwand gedrückt werden. Um das zu verhindern, müsstest du das Loch also durch die Drehachse der Erde bohren. Alle anderen Probleme lasse ich mal außen vor.

Antwort
von DerDragonhunter, 43

Die Wissenschaft ist sich der Erdanziehung noch nicht ganz einig, aber klar ist dass es zur Mitte vom Planeten hingezogen wird. Also wenn der Stein (zb wenn du einen Diamant nehmen würdest) den Fall überstehen würde / könnte, würde es ein Pendeleffekt geben und er müsste irgendwo in der Mitte stehen bleiben.

Aber ein solcher Tunnel würde nicht bestehen bleiben, alleine wegen all der Magma (Lava) die dort unten brodelt.

Kommentar von 3DFidibus ,

Mir ist bewusst, dass es unmöglich ist. Es geht aber darum was wäre wenn. Wenigstens hast du die Frage verstanden und mir eine Antwort geliefert. Der Rest ist tatsächlich der Meinung ich hab die Frage gestellt um zu erfahren, dass ein Stein bei hohe Hitze schmilzt.

Antwort
von Locuthos, 3

Der Stein würde mit 9,81 m/s^2 Richtung Erdkern fallen. Hat er diesen passiert, würde er durch die Trägheit kurze Zeit auf der anderen Seite "nach oben" fallen und immer weiter hin und her pendeln, bis der Luftwiderstand ihn so ausgebremst hätte, dass er schließlich im exakten Erdmittelpunkt schwerelos im Kräftegleichgewicht schweben würde.

Voraussetzung für dieses Szenario: Die Absenz von Temperatur, Coriolis-Kraft und Druck sowie von automatischem, gravitativen Kollabierens der Erde zurück in einen tunnellosen Sphäroiden.

Antwort
von kazon500, 50

Der Stein würde schmelzen aber falls das nicht passiert, würde er nicht am anderen Ende rauskommen (wegen Luftwiderstand), sondern immer weiter hin und her fallen und dabei immer weniger weit kommen und im Endeffekt genau in der Mitte stehen bleiben :D

Antwort
von HDomi12, 43

Wenn der Stein es überleben könnte, würde er durch den Erdkern.durchfliegen und dann wieder zurückgezogen werden (Bleibt also am Erdmittelpunkt hängen)

Kommentar von SlowPhil ,

Im Erdmittelpunkt zum Stillstand käme er nur, wenn die Reibung in stark genug abbremste (aperiodischer Grenzfall oder Kriechfall). 

Antwort
von Walum, 48

Du musst dafür eine Menge Physik außer Kraft setzen.

Dann kannst Du auch annehmen, dass das Erdinnere nicht flüssig und heiß ist, und dass der Stein keiner Reibung unterliegt. Und das Austrittsloch in China liegt. Dann könnte in China auch noch die Schwerkraft ausfallen und der Stein würde wie durch ein gigantisches Blasrohr von China aus ins All geschleudert.

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