Wenn du ein Loch durch den Mittelpunkt der Erde gräbst, auf der anderen Seite herauskommst und dann loslässt, würdest du fallen oder schweben?
10 Antworten
wenn man auf der anderen Seite herauskommt, ist einem das so egal, denn auf dem Weg
- schrammt man immer wieder an der Tunnelwand entlang wegen der Corioliskraft,
- wird man im Erdkern verbrannt,
- ertrinkt man auf dem Weg zur Oberfläche, weil der Südwestpazifik östlich von Neuseeland einem entgegenkommt...
Als Experte für Physik sollte man alle Faktoren berücksichtigen
als "Experte" würde ich mir solche Fragen garnicht geben,bloß damit mein Antwortpunktekonto steigt oder ich Likes erhalte. wie auch immer ein Experte ein Experte wird...mehr als durch sowas und Wikipedia Copy/Paste machen die auch nich
Das kann er ja selber entscheiden, worauf er antwortet und worauf nicht.
Als Experte für Physik sollte man alle Faktoren berücksichtigen
Nein. Zuerst steht das ideale Modell oder die reine theoretische Überlegung, um sich überhaupt klarzumachen, was wie abläuft, in diesem Fall ist es die Gravitation. Dazu ein älteres Fundstück aus dem Freigeist Forum:
Eine der Ursachen für häufige Missverständnisse zwischen Wissenschaft und "Laien" ist der schlampige Umgang mit Randbedingungen - und zwar auf beiden Seiten. Wissenschaftler "vergessen" oft, die Randbedingungen unter denen eine gefundene Gesetzmässigkeit gültig ist zu erwähnen (vielleicht, weil sie irgendwann selbstverständlich werden), Laien übersehen die Randbindungen auch dann, wenn diese genannt sind (was wohl daran liegt, dass diese um wirklich exakt zu sein meist nicht einfach formuliert werden können).
Ein einfaches Beispiel: Ein Körper im freien Fall
Was lernt man in der Schule?
g = Fallbeschleunigung
t = Fallzeit
s = Fallstrecke
v = Fallgeschwindigkeit
Man erhält folgende Beziehungen:
v(t) = v<sub>0</sub>+ g x t
s(t) = s<sub>0</sub>+v<sub>0</sub> x t + 1/2 x g x t<sup>2</sup>
Jeder, der ein wenig mathematischen Hintergrund hat, kommt da sehr schnell hin.
Rechnet man hierfür ein paar Beispiele aus und vergleicht mit realen Messungen wird man feststellen, dass immer Fehler auftauchen - daraus zu folgern, die Beziehungen wären falsch (und damit die Wissenschaftler doof) wäre nun ebenso freigeistig wie unkorrekt.
Grund für die Abweichungen sind die Randbedingungen der obigen Beziehungen:
1) Reibung wird vernachlässigt
2) Die Fallbeschleunigung g hängt nicht von der Höhe ab
Beide Annahmen sind dann gerechtfertig, wenn ein Körper mit sehr hoher Dichte eine relativ geringe Fallstrecke zurücklegt - z.B. wenn eine Bleikugel vom Tisch fällt.
Erster Schritt in Richtung Realität:
Reibung wird berücksichtigt, indem man einen Reibungskoeffizienten einführt (dieser hängt vom fallenden Körper und dem umgebenden Medium ab) und einen linearen Zusammenhang zwischen Fallgeschwindigkeit und Reibungskraft annimmt.
Ergebnisse werden nun auch für weniger dichte Körper und etwas größere Fallhöhen annehmbar.
Zweiter Schritt in Richtung Realität:
Gravitationspotential ist proportional zu 1/r - jetzt kommen wir der Wahrheit auch bei großen Fallstrecken nahe...aber es gibt immer noch Abweichungen. (Formeln sind schon nicht mehr wirklich schön - ich erspar sie euch, es geht nur um die Idee)
Dritter Schritt:
Die Reibungskraft ist eben nicht proportional zur Fallgeschwindigkeit, so findet z.B. ein Übergang zwischen laminarer und turbulenter Strömung statt, letzterer sorgt für mehr Widerstand.
Vierter Schritt:
Das umgebende Medium ändert sich auch mit der Höhe, Druck, Zusammensetzung der Atmosphäre in verschiedenen Höhen, Temperatur - all dies hat einen Einfluss auf den Fall.
Selbst wenn ich das alles berücksichtige sind immer noch Fehler drin, denn die Luft, durch die mein Körper fällt steht ja nicht still...
Ihr seht, ein sehr simples Problem wird sehr schnell beliebig kompliziert - und fast nicht mehr vermittelbar, deshalb begegnen euch die Gleichungen in der Regel in ihrer am stärksten vereinfachten Form. Das diese recht wenig mit realen Systemen zu tun hat ist den Wissenschaftlern aber sehr wohl klar, also wenn ihr deren Konzepte wirklich widerlegen wollt, dann kommt ihr um ne Menge Arbeit nicht drum rum, denn dann müsst ihr es schon mit den komplexen Beziehungen aufnehmen - viel Spaß!
Der erste Schritt wäre die Annahme einer Kugel ohne reale Umgebungsbedingungen. Dann gilt meine Aussage.
Da wir nicht in der Lage sind, tiefer als rund 12 km in den festen Erdmantel zu bohren, verflüchtigt sich das Modell ins Nichts, auch deine Luft. Denn der heiße, flüssige und überaus dichte Erdkern lässt keine zu. Wir können auch nicht wesentlich tiefer als diese besagten 12 km graben. Das hat dann auch nichts mit Physik zu tun, sondern mit Ingenieurskönnen.
Entweder man bleibt beim idealen Modell und nähert sich auf rein physikalische Art und Weise dem Problem und ignoriert die Randbedingungen (wie ich oben zitierte) oder man muss in diesem speziellen Fall sofort aufhören.
da die Frage keinen Hinweis darauf enthält, was zu vernachlässigen ist, stoße ich den FS lieber darauf, dass seine Frage unvollständig ist und beginne einen Dialog, als die Annahmen frei zu vermuten.
GF akzeptiert jeden als Experten, der hinreichend viele Antworten gibt. Ich hingegen akzeptiere jeden als Experte, der wie ich einen akademischen Abschluss in seinem Fach hat.
Naja... das Schrammen an der Schachtwand ließe sich vermeiden, bohrte man entlang der Rotationsachse.
Gegen das Eindringende Wasser müsste man halt den Schacht vom ERdboden bis über die Wasseroberfläche künstlich verlängern.
Gegen die Hitze speziell im Erdkern ist wohl noch kein Kraut gewachsen... Aber ist ja eh nur ein Gedankenspiel... Lustiger wäre es überdies, sich zu überlegen, wie man so einen Tunnel/Schacht am Äquator anlegen müsste, wollte man beim Durchfallen desselben nicht dauernd an der Wand schrammen... ;-)
Erstmal muss man dazu sagen, dass man gar kein Loch durch den Mittelpunkt der Erde graben kann weil mein auf dem Weg verbrennen kann.
Wenn man sich aber eine idealisierte Vorstellung von der Erde als perfekte Kugel macht, könnte man ein Loch genau durch den Mittelpunkt graben und wenn man dann loslassen würde, würde man bis zum Mittelpunkt fallen und dann hin und herpendeln wobei die Ausschläge durch die Luftreibung schnell kleiner werden und man irgendwann in der Mitte zur Ruhe kommt.
Der Erdmittelpunkt ist flüssig und äußerst heiß. Du würdest also verbrennen. Aber selbst wenn er abgekühlt und hohl wäre, würdest Du logischerweise nicht durchfallen, sondern im Mittelpunkt schweben.
würdest Du logischerweise nicht durchfallen, sondern im Mittelpunkt schweben.
Wo siehst du eine bremsende Kraft auf dem Weg zum Mittelpunkt?
Die Luftreibung muss man bei diesem Gedankenmodell ausschließen, wie alle anderen Faktoren der Erde auch. In der Realität könnte man kein Loch durch den Mittelpunkt bohren, die Erde ist im Inneren flüssig und überaus dicht.
Also: ohne Luft kein Stillstand, man würde am anderen Ende des Tunnels genau an der Erdoberfläche mit der Geschwindigkeit 0 rauskommen.
Nur der Äußere Erdkern ist flüssig, der Innere Erdkern jedoch ist fest.
Allerdings bestehen beide aus Nickel und Eisen.
Sorry, aber diese "Logik" kann ich nicht nachvollziehen. Abgesehen von der Nichtdurchführbarkeit in Realo: Warum sollte man nicht "durchfallen", wenn man bis zum Erdmittelpunkt hin ständig beschleunigt wird (auch wenn die Beschleunigung bis zum Mittelpunkt hin NULL wird...)?
Nein denn du würdest immer wieder zum erdkern hingezogen werden
WENN man ein loch durch die Erde hätte, und ignoriert, daß man im Erdinneren verbrennt, würde man hineinfallen, bis zum Mittelpunkt beschleunigt werden, danach durch die Trägkeit weiterfallen, durch die Gravitation dann aber abgebremst werden und genauso hoch rauskommen, wie man gestartet ist, Reibung wird vernachlässigt. Dann gehts wieder abwärts. und so immer hin und her.
Als Experte für Physik solltest du nicht mit der Realität argumentieren, wenn ein Gedankenmodell gebaut und geprüft wird.