本文参加百家号#科学了不起#系列征文赛。
天啊!这真是一个非常有趣的问题。
那就让我们完全抛弃由此行为带来的引力噩梦(我们必须以每小时英里的速度奔跑才能跟得上这条在赤道上的绳索)。此外,宇宙空间里必须没有摩擦力,因此如果时间足够的话,我们可以把任何东西拉到地球上来。
在这种假设成立的基础上,我们稍微改变一下问题:如果我们使自转和公转停止,一直保持着地球和月球的静止,忽略引力*,然后我们假设由七百万人同时拽着绳子(或者每个人都在相连的串上,能保证对绳子只有一个发力点),如果我们同时发力,需要多久才能把月亮拉过来?
试验报告:你能有多大的拉力?
这些男人正在接受拉力测试。你在网上找到的结果都非常令人震惊!在对我们来说已经很难了的“拉伸”方面,他们的拉力强度在-磅(45-90公斤)范围内。但是这些都是魁梧的成年男性!那么那些柔弱的婴儿和衰弱的老年人呢?
我将用50磅(23千克)来平均人类的拉力。对不起了孩子们,你们只要用尽全力就好。现在,一磅力约为4.5牛顿(让我们摆脱这种对老式单位的荒谬的美国感情)。
地球上的人口大约为72亿,计算得出总力为1.62万亿牛顿(1.62E+12)。
月球的质量是7.35E+22千克(约亿亿吨)。感谢前面提到的牛顿,我们已知F=ma。我们为月球创建的加速度是F/m,也就是2.2E-11m/s^2。这是个相当小的数字了!地球到月球的距离大约37.03万千米(3.E+08)。因此(再一次真心感谢牛顿...)d=12at2。求解t,我们得到了t=2da——√,几乎相当于年。
月球接近我们的时候,用极慢的0.米/秒的速度运行,也就是0.25英里/小时。这个速度真的很慢。然而当月球撞击地球时,将会产生5.9x焦耳的活跃能量,或者也可以相当于,兆吨的TNT爆炸时产生的能量。这是比有史以来进行的所有核试验产生的能量的总和还要高出许多倍的数值,并且可能会随着月球缓慢钻入地幔数百英里,使地球上所有生命灭绝。(感谢亚历克斯·兰舍尔发现了之前版本中的数学错误。)
*好的,那就让我们忽略引力。假设我们跳过绳子这一步,仅仅让地球自身把月球拉过来呢?
F=Gm1m2/r2,这是地球对月球施加的力量(也是月球反向对地球施加的力量)。在这个例子里,它等于2.13×牛,比我们这些可怜的拉绳人的力量强约亿倍。
在这个力量的支持下,月亮的行进速度将超过3英里/小时,地球和月球将在不到6天的时间内发生碰撞,其撞击力将比以前任何一次撞击还要强大数十亿倍。这足以将地球和月球炸成微小的碎片。
假设你可以将绳索拴在月球表面和地球赤道附近(绳索和拴绳是坚不可摧的,这是一项难以实现的伟大工程,在现在和可预见的将来是不可能的),那么我们将面临几场灾难。
由于空气以与地球表面相同的速度移动,因此地球最后将会以每小时公里的速度移动。
月球确实有很高的轨道速度,但是地球表面有更高的旋转速度。月球的可视运动是从东向西,绳/缆将像绕线轴上的一条线一样缠绕(切穿)地球表面,从而拉近月球。
以下将是有几天缓冲时间的影响:
绳/缆在运动过程中将会造成巨大的物理破坏。系绳和绕地球缠绕的运动造成的地壳张力会在全球范围内引起大规模的地震和火山爆发。撞击。永别了,地球和月球。
不要在家尝试这个,我仍然需要这个星球,因为我负担不起遣散费。
如果你坚持要完成这个行为的话,请考虑另一个星球,最好是在另一个太阳系(甚至是物理定律可能更宽泛的另一个宇宙)中。
这其中附加了很多问题。首先,月球绕着我们旋转。假设绳索有无限的抗拉强度,而我们忽视了如何把绳子系到这两个星球上的问题(钉在地下?哈哈哈哈哈哈哈哈哈哈),那么我们得出一个事实,月亮将开始绕着这根绳索绕地球旋转,将自身拉入较低的轨道,直到撞击。
地球可能会以足够快的速度旋转以避免发生这种情况——地球加速,月亮减速,直到它们被潮汐牢牢地锁定在一起为止。(好吧,就像他们以前被潮汐吸引紧紧相连的样子一样。)
接下来,月亮会掉落,因为它的轨道变慢了,但是它不在更高的轨道上。
现在,让我们假设你的火车轨道被超磁性地压在轨道上,沿着月球轨道,所牵绳索具有惊人到不可思议的抗拉强度,并且你的二头肌由中子制成(力量强大)。当然,你可以把月球拉近,它的轨道随着其下落而加速,因此你必须跟上它的步伐。理论上物理学中没有什么是禁止的。除了,你知道的,每一个现实存在的限制。
作者:quora
FY:Nirvana
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