Angenommen, man würde ein Loch durch die Erde bohren und einen Ball hineinwerfen: Was passiert? BITTE LESEN!
Die Frage:
"Loch durch die Erde bohren" wurde sicher schon häufiger gestellt. Dennoch möchte ich darum bitten, einmal folgende Umstände einfach als GEGEBEN anzunehmen, BEVOR eine Antwort folgt:
- Eine solche Bohrung ist technisch möglich
- Das Loch würde mit einem Rohr ausgefüllt (also wie ein Tunnel)
- Hitze hätte KEINEN EInfluss (Erdkern)
- Der Tunnel muss exakt dem Erddurchmesser entsprechen
Wenn man nun diese Umstände als gegeben annimmt: Was passiert, wenn ich einen Ball in diesen Tunnel werfe? Und macht es einen Unterschied, ob ich diesen Tunnel nun exakt von Nord- nach Südpol bohre? Oder einfach von irgendwo mitten durch den Erdmittelpunkt? Es gilt ja auch die Erdrotation zu bedenken.
Würde der Ball nun bis zum Erdmittelpunkt fallen und dort "hängen bleiben"? (Anziehungskraft) oder aber würde er durch die Anziehungskraft wieder auf der anderen Seite hinaus katapultiert, den Schwung der Drehung mitnehmen und wieder genau da reinfallen wo er herauskam? Oder was ganz anderes?
Das Ergebnis basiert auf 8 Abstimmungen
10 Antworten
Wenn Luft im Spiel ist, dann bleibt er etwas nach der Mitte hängen. Im Vakuum und ohne sonstige Reibung würde er bis zum Mittelpunkt so schnell beschleunigen, dass er mit gleichem Abstand zum Mittelpunkt auf der anderen Seite wieder rauskommt, wie man ihn reingeworfen hat, um dann in einer ewigen harmonischen Schwinging von einer Seite zur anderen zu schwingen.
Ganz klar, der Ball würde sich auspendeln und stehen bleiben. Er würde zwar beim ersten mal Fallen lassen weit über das Ziel hinaus gehen, danach aber wieder in den Fall zustand zurückkehren.. usw, irgendwann ist er relativ stabil um den gravitativen Mittelpunkt.
Darüber gab es schon etliche Diskussionen und Berechnungen, das Ergebnis ist stets das selbe.
Da sieht man mal, dass die Mehrheitsmeinung sich oftmals irrt. Die einzig richtige Antwort hier kommt von dompfeifer. Der Ball würde bis zum Erdmittelpunkt beschleunigt werden, und dann durch seine Trägheit wieder bis zum anderen Erdrand weiterfliegen, und wieder zurück, usw. Er würde also rein theoretisch immer hin- und herpendeln. Aufgrund des Luftwiderstandes und der Rollreibung, die durch die Rotation der Erde entsteht, würde der Ball allerdings immer weiter abgebremst werden, bis er irgendwann im Erdmittelpunkt stehenbleibt. Ohne Reibungswiderstände würde er aber unendlich vom einen Erdrand zum anderen hin- und herpendeln. Das haben wir in meinem Studium auch mal als Aufgabe durchgenommen.
Dasselbe würde im Übrigen theoretisch auch für einen Tunnel gelten, der nicht durch den Erdmittelpunkt geht, sondern von einem beliebigen Ort zum anderen! Auch da würde der Ball rein theoretisch unendlich vom einen Ort der Oberfläche zum anderen durch den Tunnel rollen, wenn man den Reibungswiderstand weglässt - wobei auch schon allein durch die Rollbewegung an sich Verluste entstehen.
Der Ball wird die Röhre schnell berühren, da sich die Erde dreht und der Ball mit der Erde. Wenn er fällt, ist er näher am Radius, dort dreht sich die Erde langsamer, der Ball hat aber noch die Geschwindigkeit der Erdoberfläche. Der Ball wird den westlichen Teil der Röhre entlangschramen. Außerdem wird er zuerst beschleunigt, irgendwann aber abgebremst, da über im immer mehr Masse der Erde ist. Er wird etwas über den Mittelpunkt der Erde fliegen, dann ist hinter ihm mehr Masse und er fliegt zurück, bis er im Mittelpunkt der Erde fest hängt. Alles natürlich nur wen er durch Reibung an Luft und Röhre Energie verliert.
Näher am Radius. Was rede ich. Der Radius zum Erdmittelpunkt ist natürlich kleiner.
Da die Reibung nicht vernachlässigt wird, würde der Ball irgendwo um die Mitte stehen bleiben, da er ständig Energie verlieren würde. Sei es nun durch den Luftwiderstand oder die Reibung am Tunnelrand durch den Coriolis-Effekt (Drehung der Erde), so ist die Summe aus potentieller und kinetischer Energie zu jedem Zeitpunkt geringer als zu einem vorigen Zeitpunkt (die untere Grenze bildet dabei der Beobachtungsbeginn)