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

837

    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. Petteri Orpo on satusetä

      Väittää että työllisyys on Suomessa samalla tasolla kuin hallituksen aloittaessa kesällä 2023. Fakta on, että työllisi
      Maailman menoa
      66
      3276
    2. Kauppalehti - Törkeä skandaali paljastui: Espanja käytti EU-rahoja ihan muuhun kuin piti

      Espanja on käyttänyt miljardeja euroja EU:n elpymisavustuksia eläkkeisiin ja sosiaalimenoihin – ja pyytää lisää. Espanj
      Maailman menoa
      90
      3066
    3. SDP pelastaa uppoavan Suomen

      2027 kun SDP voittaa ylivoimaisesti vaalit alkaa Suomen uusi raju syöksy kohti täystyöllisyyttä ja turvallisempaa yhteis
      Maailman menoa
      177
      3008
    4. Minkä ikäinen

      on kaipaamasi ihminen? Minä vuonna syntynyt?
      Ikävä
      136
      2385
    5. Orpo ja Purra, käykää hakemassa oppia Espanjasta

      Espanja on näyttänyt kuinka kova työttömyys nujerretaan ja saadaan maan talous palautettua nousu-uralle. Ei ole häpeä kä
      Maailman menoa
      41
      2366
    6. Jopa Espanjassa talous kasvaa, Purra vain irvistelee

      Huomaa kuinka Purra on Suomen historian huonoin miniseteri, joka ei ole saanut aikaiseksi kuin tuhoa, Siis jopa vasemmis
      Maailman menoa
      205
      2211
    7. Tsemii Pete ja Linda! Tässä tärkeät kellonajat Euroviisut-viikon ohjelmista tv:ssä!

      Euroviisut järjestetään Wienissä Itävallassa 12.-16. toukokuuta. Tsemii Pete ja Linda kisaan! Vetäkää Suomelle voitto Li
      Euroviisut
      36
      1724
    8. Jääkiekon MM:t pitää siirtää MTV:ltä Ylelle

      Persuille ikäviä uutisia taas. . Valtioneuvoston asetuksen mukaan MM-kisat kuuluvat kansallisesti merkittäviin tapahtumi
      Maailman menoa
      52
      1688
    9. Raiskaukset loppumaan?

      Onko kenelläkään tiedossaan tuloksellisia keinoja saada väkisinmakaaminen loppumaan tai edes vähenemään? Lainsäädännön
      Sinkut
      400
      1673
    10. Gallup! Mitä kirjainta kaipaat ja rakastat?

      Etunimen eka kirjain? Aloitan V
      Ikävä
      100
      1185
    Aihe