Gravitaatio maan sisällä?

random_neutriino

Olen ehkä vain sivistymätön kun en tiedä tätä ja asia saattaa olla itsestään selvä muille mutta mietin tässä vain että eikö syvemmälle maan sisälle mentäessä painovoiman täytyisi jotenkin pienentyä? Tai siis silloinhan alapuolella on vähemmän ainetta josta painovoimaa aiheutuu. Ja eikö aivan maapallon keskustassa luulisi olevan melkeinpä nollapainovoima (tai nolla vaikutus) koska ympärillä on n. sama määrä ainetta? Vai onko aivan väärin pähkäilty?

19

767

    Vastaukset

    Anonyymi (Kirjaudu / Rekisteröidy)
    5000
    • näin

      Olet ihan oikeassa, painovoima pienenee maapallon sisäpuolelle mentäessä, gravitaatiohan saadaan kaavasta GMm/r^2 missä M ja m ovat kappaleiden massat, G gravitaatiovakio ja r kappaleiden etäisyys. Pallokuoren, minkä paksuisen tahansa, aiheuttama gravitaatiovoima on puolestaan 0, perustelu: http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/mechanics/sphshell2.html

      • KLS1

        " Pallokuoren, minkä paksuisen tahansa, aiheuttama gravitaatiovoima on puolestaan 0,"

        Nimittäin sen sisäpuolella, edellyttäen että pallokuori on tasapaksu ja homogeeninen. Ei ainoastaan pallon keskipisteessä vaan muuallakin pallokuoren sisäpuolella: osa pallon massasta vaikuttaa toiseen ja osa toiseen suuntaan, ja vaikka asia ei ole aivan triviaali, integraalilaskennalla voidaan todistaa, että siellä sisäpuolella joka kohdassa pallokuoren eri osien eri suuntien aiheuttamien gravitaatiovoimien summa on kaikkialla tosiaan nolla.
        Mutta pallokuoren ulkopuolella asia on tietysti toisin: siellä pallokuoren aiheuttama gravitaatio vaikuttaa ikään kuin sen massa olisi kokonaan keskittynyt sen keskipisteeseen.


      • bshit
        KLS1 kirjoitti:

        " Pallokuoren, minkä paksuisen tahansa, aiheuttama gravitaatiovoima on puolestaan 0,"

        Nimittäin sen sisäpuolella, edellyttäen että pallokuori on tasapaksu ja homogeeninen. Ei ainoastaan pallon keskipisteessä vaan muuallakin pallokuoren sisäpuolella: osa pallon massasta vaikuttaa toiseen ja osa toiseen suuntaan, ja vaikka asia ei ole aivan triviaali, integraalilaskennalla voidaan todistaa, että siellä sisäpuolella joka kohdassa pallokuoren eri osien eri suuntien aiheuttamien gravitaatiovoimien summa on kaikkialla tosiaan nolla.
        Mutta pallokuoren ulkopuolella asia on tietysti toisin: siellä pallokuoren aiheuttama gravitaatio vaikuttaa ikään kuin sen massa olisi kokonaan keskittynyt sen keskipisteeseen.

        Eli jos porataan reikä maan kuoreen, voidaan päästä painottomaan tilaan?


      • e < mc^3
        bshit kirjoitti:

        Eli jos porataan reikä maan kuoreen, voidaan päästä painottomaan tilaan?

        No ei sillä poraamisella vielä pääse, pitäisi vielä ryömiä reikään tarpeeksi syvälle, että painovoimavaikutus heikkenisi. Toisaalta Maa ei ole mikään homogeeninen ideaalipallo, joten massakeskipisteen selvittämisessä on jonkin verran työtä, jos meinaa mennä sinne leijumaan. Saattaa perskarvatkin matkalla kärähtää


      • KLS1
        bshit kirjoitti:

        Eli jos porataan reikä maan kuoreen, voidaan päästä painottomaan tilaan?

        "Eli jos porataan reikä maan kuoreen, voidaan päästä painottomaan tilaan?"

        Vasta maapallon keskipisteessä. Missä tahansa pinnan ja keskipisteen välillä painovoima on kyllä pienempi kuin maan pinnalla. Jos tarkastellaan, kuinka suuri painovoima on etäisyydellä R maan keskipisteestä (missä R on pienempi kuin Maan säde), niin maapallo voidaan ajatella jaetuksi kahteen osaan: pienempään palloon, jonka säde on R ja joka siis käsittää sen osan maan sisuksesta, joka on vielä lähempänä sen keskpistettä, sekä pallonkuoreen, joka käsittää sen osan maapallosta, joka on etäisyyttä R kauempana keskipisteestä. Edellä todettiin, että jälkimmäisen osan gravitaatiovaikutus on nolla. Mutta sen pienemmän, R-säteisen pallon gravitaatiovaikutus ei ole nolla, vaan se vaikuttaa yhä maan sisälläkin, paitsi aivan keskipisteessä, jossa R=0,


    • 1+17

      "Nimittäin pallonkuoren sisäpuolella, edellyttäen että pallokuori on tasapaksu ja homogeeninen."

      Tarkennus tuohon että ei sen tarvitse olla homogeeninen radiaalisuunnassa, tiheys siinä suunnassa voi vaihdella niin kuin vaihtelee maan tapauksessa.

    • SkÖmYpelle

      Otappa nyt maalaisjärki käyttööön ja unohda nämä fysiikan sönkötykset termeineen. Pelkällä maalaisjärjellä pystyt ymmärtämään onko maapallon sisällä painovoimaa vai ei. Ei tuollaisen asian käsittämiseen tarvita kuin muutama puteli olutta ja pari löylykauhallista kiukalle.

      • _Maahinen

        No otapa sinä olutta ja kerro koordinaateina suunta, mihin lähteä saunasi nurkalta kaivamaan, että päästään nollapainovoimapisteeseen. Jos ei heti ratkea, niin ota lisää kaljaa, kyllä se varmaan siitä ...


      • saunannurkka
        _Maahinen kirjoitti:

        No otapa sinä olutta ja kerro koordinaateina suunta, mihin lähteä saunasi nurkalta kaivamaan, että päästään nollapainovoimapisteeseen. Jos ei heti ratkea, niin ota lisää kaljaa, kyllä se varmaan siitä ...

        Mitä koordinaatteja siihen tarvitaan. Luotilanka riittää tai jopa saunaasi pystynurkka, jos olet laittanut saunan vaateriin ja käyttänyt suorakulmaa rakentaessasi.


    • Olly

      Suosittelen Don Rosan Aku Ankka-tarinaa Matka maan keskipisteeseen. Joo, Aku Ankka tarina, mutta siinä ihan oikeasti kiteytetään tuo...

    • Skömypelle
      • random_neutriino

        Oho, aika eeppistä.


    • Anonyymi

      Jos maapallon keskipisteen kautta porataan reikä ja reikään pudotetaan murikka, niin 1 h 24 min kuluttua murikka ilmestyy takaisin lähtöpisteelle ja sykli alkaa uudelleen. Matkallaan murikka on käynyt kurkkaamassa säätilaa pallon toisella puolella. Enimmillään murikan nopeus reiässä on 7.9 km/s pallon keskipisteen kohdalla. Näin, jos kitkat ja muut häviöt unohdetaan ja maapallon tiheyden oletetaan olevan vakio (keskimääräinen).

      • Anonyymi

        Mistä tahansa muualta kuin pyörimisakselin kohdalta sen suuntaisesti poratussa kuilussa murikka coriolisvoiman vuoksi laahaisi koko läpikulun ajan kuilun seinää vasten.

        Alaspäin mentäessä murikalla olisi koko ajan enemmän sivusuuntaista nopeutta kuin mitä kuilun sen kohdalla olevalla seinällä enää on eli murikka painaisi sivuseinää vasten menettäen sivusuuntaisen nopeutensa.

        Keskipisteen kohdalle tultaessa sivusuuntainen nopeus olisi kuilun seinän hidastamana nollattu.

        Ylöspäin noustessa kuilun seinällä olisi enemmän sivusuuntaista nopeutta kuin murikalla eli nyt se sivuseinä painaisi murikkaa vasten antaakseen sille tarvittavan nopeuden.


      • Anonyymi
        Anonyymi kirjoitti:

        Mistä tahansa muualta kuin pyörimisakselin kohdalta sen suuntaisesti poratussa kuilussa murikka coriolisvoiman vuoksi laahaisi koko läpikulun ajan kuilun seinää vasten.

        Alaspäin mentäessä murikalla olisi koko ajan enemmän sivusuuntaista nopeutta kuin mitä kuilun sen kohdalla olevalla seinällä enää on eli murikka painaisi sivuseinää vasten menettäen sivusuuntaisen nopeutensa.

        Keskipisteen kohdalle tultaessa sivusuuntainen nopeus olisi kuilun seinän hidastamana nollattu.

        Ylöspäin noustessa kuilun seinällä olisi enemmän sivusuuntaista nopeutta kuin murikalla eli nyt se sivuseinä painaisi murikkaa vasten antaakseen sille tarvittavan nopeuden.

        Coriolisvoima on näennäis- eli huuhaavoima.


      • Anonyymi
        Anonyymi kirjoitti:

        Coriolisvoima on näennäis- eli huuhaavoima.

        Maapallo on pyörimisliikkeessä joten siihen kiinnitetty koordinaatisto ei ole inertiaalinen. Siksi havaitaan koriolisvoima.

        https://fi.wikipedia.org/wiki/Näennäisvoima

        "Näennäisvoima on klassisessa mekaniikassa epäinertiaalisesta koordinaatistosta johtuva, inertiaalisessa koordinaatistossa katoava voima. Tunnettuja näennäisvoimia ovat keskipakoisvoima, coriolisvoima ja erilaiset hitausvoimat.

        Inertiaalikoordinaatisto on koordinaatisto, jossa vapaa kappale liikkuu tasaisesti. Inertiaalikoordinaatisto ei siis ole kiihtyvässä liikkeessä. Jos kappaleella on näennäisiä kiihtyvyyksiä, mutta ei vuorovaikutuksia ympäristön kanssa, voidaan päätellä havaitsijan koordinaatiston olevan epäinertiaalinen."


      • Anonyymi
        Anonyymi kirjoitti:

        Maapallo on pyörimisliikkeessä joten siihen kiinnitetty koordinaatisto ei ole inertiaalinen. Siksi havaitaan koriolisvoima.

        https://fi.wikipedia.org/wiki/Näennäisvoima

        "Näennäisvoima on klassisessa mekaniikassa epäinertiaalisesta koordinaatistosta johtuva, inertiaalisessa koordinaatistossa katoava voima. Tunnettuja näennäisvoimia ovat keskipakoisvoima, coriolisvoima ja erilaiset hitausvoimat.

        Inertiaalikoordinaatisto on koordinaatisto, jossa vapaa kappale liikkuu tasaisesti. Inertiaalikoordinaatisto ei siis ole kiihtyvässä liikkeessä. Jos kappaleella on näennäisiä kiihtyvyyksiä, mutta ei vuorovaikutuksia ympäristön kanssa, voidaan päätellä havaitsijan koordinaatiston olevan epäinertiaalinen."

        Niin, se sivuttaisvoima ei ole varsinainen "Coriolisvoima", se sekoitetaan kaavansa F=m*W*v vuoksi Coriolisilmiöön a=2*W*v.


      • Anonyymi
        Anonyymi kirjoitti:

        Maapallo on pyörimisliikkeessä joten siihen kiinnitetty koordinaatisto ei ole inertiaalinen. Siksi havaitaan koriolisvoima.

        https://fi.wikipedia.org/wiki/Näennäisvoima

        "Näennäisvoima on klassisessa mekaniikassa epäinertiaalisesta koordinaatistosta johtuva, inertiaalisessa koordinaatistossa katoava voima. Tunnettuja näennäisvoimia ovat keskipakoisvoima, coriolisvoima ja erilaiset hitausvoimat.

        Inertiaalikoordinaatisto on koordinaatisto, jossa vapaa kappale liikkuu tasaisesti. Inertiaalikoordinaatisto ei siis ole kiihtyvässä liikkeessä. Jos kappaleella on näennäisiä kiihtyvyyksiä, mutta ei vuorovaikutuksia ympäristön kanssa, voidaan päätellä havaitsijan koordinaatiston olevan epäinertiaalinen."

        Coriolisvoima on edelleen huuhaavoima.


      • Anonyymi

        Entäs jos maapallo olis vesi-pallo ja veneestä pudotetaan kivi pååtyisikö se keskipisteeseen. Jos kaksi kiveä, samankokoiset, toinen kevyt, toinen paiava. Miten ne käyttäytyvät.


    Ketjusta on poistettu 0 sääntöjenvastaista viestiä.

    Luetuimmat keskustelut

    1. Purran tuhoja tuskin saadaan koskaan korjatuksikaan

      Purra on aiheuttanut Suomen taloudelle karmaisevat tuhot. Sen lisäksi Purra on ajanut myös suuren osan Suomen kansasta k
      Maailman menoa
      150
      7870
    2. Miksi persuilla ei ole firmoja?

      Kuten vasemmisstolaisilla, esim. Sannalla MA\PI. Eikö ole aika erikoista?
      Maailman menoa
      100
      7310
    3. Persut hommasivat Suomeen 35 000 pientä lasta v. 2015

      Onko Riikka Purra nyt tavoittelemassa tätä samaa historiallista persujen utopiaa? Purram kaksinaamaisessa pelissä vaadit
      Maailman menoa
      31
      7202
    4. Aamun Riikka: työttömyydessä lähestytään viime laman synkintä vaihetta

      Nopeasti mentiiin upean Marinin hallituksen ennätystyöllisyydestä toiseen ääripäähän, kohti Suomen historian kurjimpia t
      Maailman menoa
      21
      6838
    5. Se oli Orpo joka rynni Eagle S -alukselle

      Vastoin kaikkia kansainvälisen merenkäynnin sääntöjä. Kunpa olisi ollut purjehtija Harkimo Suomen johdossa silloin. ht
      Maailman menoa
      2
      6526
    6. Marinin tuhojen korjaaminen kestää kahdeksan vuotta

      Nyt on vasta neljännes mennyt ja ensimmäiset korjausliikkeet saatu liikkeelle. Innokkaimmat olivat odottaneet että jo t
      Maailman menoa
      75
      6374
    7. Purran vuoro kiihoittua Lepomäen sääristä

      "Ulkoministeri Elina sanoo, ettei muuta pukeutumistaan sen mukaan, kenet tapaa, ja että hän ei suostuisi peittämään kasv
      Maailman menoa
      23
      6104
    8. Miksette persut irtisanoudu Kirkin lausunnoista?

      Kirkhän muun muassa vaati raiskattuja naisia pidättäytymään abortista ja vaimoja alistumaan aviomiestensä tahtoon. Mik
      Maailman menoa
      112
      6062
    9. Persujen kaksoisstandardit: Räsäsen uhkailu paha, Virran uhkailu hyvä

      Tässä taas nähdään kuinka kaksinaamaista porukkaa persut ovat. Mitäs persut tähän?
      Maailman menoa
      47
      5478
    10. Demarikultin uhri kertoo

      Demarikultin uhri kertoo: “En saanut mennä edes suihkuun ilman lupaa” – Seksuaalisen hyväksikäytön uhri kertoo vuosistaa
      Maailman menoa
      84
      5380
    Aihe