代入進去可以得到, a = G · · 4/3 ·π· d.(當(dāng)d = 地球半徑r的時候,a就是地表的重力加速度g。)
前面那一堆都是常數(shù),重點在最后:你受到的地球的引力,和你與地心的距離,正好是完美的正比關(guān)系!@關(guān)系是不是很眼熟?正好和胡克定律一模一樣呀!連在彈簧上的小球,可不就是受力和距離成正比的標(biāo)準(zhǔn)簡諧運動么。
而簡諧運動的周期是T = 2π· ( d/a ) ^1/2,所以很容易得到,T = 5068秒,大約84.5分鐘。這是一個來回的距離,而單程需要42分鐘。
一個有趣的非巧合:這個周期公式和繞地球圓周運動的人造衛(wèi)星公式一模一樣。換言之,如果我們在跳進洞里的瞬間發(fā)射一顆衛(wèi)星令其貼地飛行(忽略空氣和地形起伏),那么在另一頭出洞的時候,衛(wèi)星正好也會飛到目的地迎接你。
另一個有趣的事實:注意這個周期公式里的d/a一項,因為a本來就正比于d,所以二者可以約掉。換言之,旅行所需時間(不考慮相對性)和星球的大小無關(guān)。不管任何星球,無論它多大,只要密度和理想地球一樣,那單程所需時間一定都是42分鐘。
在一個理想地球里,這是一種非常完美的交通運輸方式。首先,旅行者全程失重,想擺什么姿勢就能擺什么姿勢。其次,無需消耗任何能源。第三,旅行的前半程逐漸加速,過地心時抵達(dá)每小時28萬千米的最快速度,經(jīng)過地心之后又逐漸減速,到對面的時候速度正好回到了0。不過你得趕緊抓住個什么東西,不然又掉回去了。
當(dāng)然咯,我們的地球一點都不理想……之所以這么好的交通還沒有成為現(xiàn)實,是因為這么幾個基本問題:
1、純正管道要連接地球表面相對的兩個點,問題是地球上大部分人口密集區(qū)的對面都是海洋啊……真正住人的地方能對上的,只有中國局部地區(qū)/東南亞和南美。
2、隧道必須是真空的。要想讓穿過地心的運動成為簡諧運動,那就不能有阻力,否則人的最快速度只能抵達(dá)每秒一百多米,以這樣的速度不但抵達(dá)地心要花10小時以上,而且遠(yuǎn)遠(yuǎn)不足以從另一端穿出,很快就會掉回去,最后停在地心動彈不得,那時候可就誰也救不了你了。
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