Questa volta abbiamo cercato una curiosità scientifica :
Questo vuol dire fingere che non ci sia alcun nucleo o qualcosa di simile che possa influenzarlo. In che modo la gravità avrebbe effetto? Cosa succederebbe? Rimarrebbe bloccato nel mezzo, guadagnerebbe abbastanza velocità per sparare dall'altra parte?
Ed ecco le risposte degli esperti:
L'oggetto accelererebbe verso il nucleo. Una volta al centro, non c'è gravità, quindi la velocità dell'oggetto non cambia al centro. Quindi l'oggetto sparerà dritto verso l'altro lato.
Se non c'è resistenza all'aria, l'oggetto farà all'incirca alla stessa altezza da cui è stata fatta cadere sull'altro lato. A quel punto, si sarebbe finalmente fermato, prima di essere tirato indietro. L'oggetto continuerebbe ad oscillare tra le due estremità del tunnel.
Con la resistenza dell'aria, l'oggetto viene rallentato gradualmente e raggiungerebbe un'altezza inferiore ad ogni oscillazione fino a quando non si stabilirà finalmente al centro della Terra.
Caso più semplice: il foro si trova lungo l'asse di rotazione della Terra (o la Terra non ruota), la Terra è una sfera perfetta con densità uniforme e non c'è aria. L'oggetto cadrà verso il basso, accelerando mentre cade. L'accelerazione sarà proporzionale alla distanza dal centro dell'oggetto (in superficie a=g, a metà percorso a=0,5 g, al centro a=0). Una volta superato il nucleo, l'inerzia degli oggetti lo farà andare avanti, ma ora sta rallentando. Raggiungerà il livello della superficie ~ 24, quindi ripiegherà. Il movimento può essere descritto da un semplice movimento armonico.
Se c'è aria nel foro: l'oggetto raggiungerà rapidamente velocità terminale mentre cade. Supererà comunque il centro, ma non lascerà il nucleo interno. Dopo alcune oscillazioni, il suo movimento inizierà ad assomigliare a un'oscillazione armonica smorzata.
Se la Terra segue il suo profilo di densità reale : L'accelerazione degli oggetti smetterà di essere proporzionale alla sua distanza dal centro. L'accelerazione sarà relativamente costante per la maggior parte del viaggio, iniziando solo a scendere intorno al nucleo esterno. È inoltre necessario tenere conto della grumosità della Terra; far cadere l'oggetto da un lato potrebbe non arrivare alla superficie dell'altro lato, o potrebbe farlo superare (se torniamo alla condizione di assenza d'aria).
Se consideri la rotazione terrestre: questa può essere descritta nelle termiche di un telaio inerziale o in un telaio non inerziale. La risposta non inerziale è che l'oggetto subirà un'accelerazione di Coriolis, che ha magnitudine a=Wxv, dove W è il vettore della rotazione terrestre (2 pi / 24 hr, diretto fuori dal polo nord), v è il vettore di velocità dell'oggetto e x è il prodotto incrociato, che significa il più perpendicolare gli altri due vettori sono tanto maggiore è l'accelerazione. La risposta inerziale è che l'oggetto ha una certa velocità laterale quando viene lasciato cadere ovunque tranne che su uno dei poli, e la velocità laterale del foro si riduce man mano che si avvicina al centro della Terra. In ogni caso, l'oggetto continuerà a sbattere contro il muro del buco; il muro est quando cade verso il centro, il muro ovest quando cade dal centro (essendo entrambi in realtà lo stesso muro, poiché est e ovest sono relativi e sembreranno scambiarsi quando si passa il centro). Se i dossi sono privi di attrito, ciò non influirà sul movimento nella direzione della caduta.
Supponendo che il foro fosse da polo a polo (per negare la rotazione del terra) e che non c'è resistenza all'aria l'oggetto accelererebbe verso il centro della terra, mentre oltrepassa il centro inizierebbe a decelerare fino a raggiungere esattamente la stessa altezza da cui è stato lasciato cadere dall'altra parte. Sarebbe quindi ricadere nel buco e ripetere all'infinito. Secondo alcuni calcoli che non ho controllato io stesso, ci vorrebbero ~ 42 minuti per l'oggetto per raggiungere l'altro lato.
Se non neghiamo la resistenza dell'aria, lo stesso principio generale si applica in relazione alla tua domanda specifica su come la gravità influisce su di esso, tranne che ora non raggiunge del tutto l'altro lato e andrà avanti e indietro, finché alla fine non si fermerà al centro. Ci vorrebbe anche molto più tempo di 42 ora perché l'oggetto raggiungerebbe la velocità terminale – che varia a seconda dell'oggetto che lasci cadere.
Se il foro non fosse da polo a polo, l'oggetto alla fine colpì il lato del muro, rallentandolo drasticamente, rendendo improbabile che passasse affatto al centro. Dipenderebbe dall'attrito del lato del foro se arriva anche al centro, è possibile che raggiunga un punto in cui la rotazione è così veloce (sarebbe relativamente più veloce avvicinandosi al centro) e l'attrito così alto che sostanzialmente si ferma in quanto viene spinto troppo forte contro il muro per superare l'attrito per continuare a scendere verso il centro.
In superficie, stiamo sperimentando la piena forza di gravità, quindi il corpo inizierà a cadere fino a raggiungere la velocità terminale, circa 125 miglia all'ora. Quando il corpo cade verso il centro della terra, la forza di gravità diminuisce, poiché sei ugualmente circondato dalla massa su tutti i lati, quindi la gravità ti attira allo stesso modo in tutte le direzioni. Quando la forza di gravità diminuisce, la tua velocità terminale diminuisce. Mentre ti avvicini al nucleo, andrai molto più lentamente di 125 miglia orarie come il vento la resistenza mangia tutta la tua velocità. Quando raggiungi il nucleo, il tuo movimento è dovuto esclusivamente allo slancio e lo stai perdendo a causa del vento molto rapidamente. Non ho fatto i conti, ma sospetto che non viaggeresti molto lontano dall'altra parte del tunnel; molto rapidamente raggiungerai un equilibrio senza peso al centro.