Mất bao lâu để rơi xuyên qua Trái đất?

Alexander Klotz, một sinh viên tại Đại học McGill ở Canada vừa tính ra một đáp số mới cho câu hỏi vật lí thường được hỏi nhiều nhất: mất bao lâu để một người rơi xuyên qua toàn bộ Trái đất? Thay cho 42 phút thường được chấp nhận, Klotz khẳng định đáp số là 38 phút. Anh vừa cho công bố phần lí giải, tính toán và kết luận trong một bài báo đăng trên tạp chí The American Journal of Physics.

Ảnh ghép bán cầu tây của Trái đất

Ảnh ghép bán cầu tây của Trái đất. Ảnh: NASA

Nếu ai đó khoan một cái lỗ xuyên qua hành tinh của chúng ta, và rồi bằng cách nào đó rơi xuyên qua nó, thì mất bao lâu để họ đi tới phía mặt đất bên kia? Đó là một câu hỏi vật lí được đặt ra cho sinh viên mỗi năm, và những ai từng giải nó đều có đáp số là 42 phút. Nhưng đáp số đó có đúng không? Klotz bảo rằng không và đã sử dụng toán học chứng minh nó, theo bài đăng trên tạp chí Science.

Đáp số 42 phút mà người ta thừa nhận xét đến sự tác động biến thiên liên tục của lực hấp dẫn (và bỏ qua lực kéo theo do sự có mặt của không khí) lên người đang rơi, hệ số đó nhỏ dần khi tiến đến tâm Trái đất và lớn dần khi người rơi “trồi lên” ngược chiều lực hấp dẫn ở phía bên kia. Người ta chấp nhận rằng tốc độ thu được lúc đi xuống nửa hành trình đầu tiên sẽ đủ lớn để làm cho người rơi tiếp tục chuyển động ngược chiều lực hấp dẫn ở phía bên kia hành tinh, đi thẳng lên cho tới mặt đất.

Nhưng Klotz cho rằng đã đến lúc bắt đầu đưa tỉ trọng khác nhau của các lớp Trái đất vào tính toán – xét cho cùng, rất nhiều nghiên cứu đã chứng minh rằng hành tinh của chúng ta đậm đặc tại tâm hơn ở lớp vỏ chẳng hạn – và tất nhiên điều đó sẽ ảnh hưởng đến người đang rơi xuyên qua. Anh đã sử dụng số liệu địa chấn để tính toán các tỉ trọng khác nhau ở những độ sâu khác nhau và sử dụng số liệu đó đưa ra một đáp số chính xác hơn cho câu hỏi người rơi qua, anh kết luận rằng thật sự thời gian rơi chỉ là 38 phút (và 11 giây), chứ không phải 42 phút (và 12 giây).

Klotz cũng lưu ý rằng nếu giả sử lực hấp dẫn tại mức bề mặt không đổi trong suốt hành trình rơi, thì toán học cho thấy đáp số cũng là 38 phút.

Tham khảo: The gravity tunnel in a non-uniform Earth, Am. J. Phys. 83, 231 (2015); dx.doi.org/10.1119/1.4898780 . Trên Arxiv: arxiv.org/abs/1308.1342

Theo PhysOrg.com

Vui lòng ghi rõ "Nguồn Thuvienvatly.com" khi đăng lại bài từ CTV của chúng tôi.

Nếu thấy thích, hãy Đăng kí để nhận bài viết mới qua email
Tin tức vật lý
Tạo bảng điểm online

Các bài khác


250 Mốc Son Chói Lọi Trong Lịch Sử Vật Lí (Phần 90)
25/05/2020
Đồng hồ tròn năm 1841 Những đồng hồ đầu tiên không có kim phút. Kim phút chỉ trở nên quan trọng cùng với sự phát triển
250 Mốc Son Chói Lọi Trong Lịch Sử Vật Lí (Phần 89)
25/05/2020
Định luật Joule về sự tỏa nhiệt do dòng điện 1840 James Prescott Joule (1818-1889)   Các bác sĩ phẫu thuật thường ăn
Câu chuyện phát minh laser: Và thế là có ánh sáng!
22/05/2020
Kỉ niệm 60 năm laser ra đời. Bài của Pauline Rigby trên tạp chí Physics World, số tháng 5/2020. Cuộc đua chế tạo laser đã khởi
Tìm hiểu nhanh về Vật chất (Phần 9-Hết)
21/05/2020
Chương 9 Vật chất tối và năng lượng tối Khi chúng ta nhìn vào không gian sâu thẳm với kính thiên văn của mình, chúng ta nhìn
Bảng tuần hoàn hóa học tốc hành (Phần 100-Hết)
19/05/2020
Oganesson Việc tạo ra các nguyên tố siêu nặng mới là một bài tập thực hành trong việc theo đuổi bóng ma nguyên tử. Những
Bảng tuần hoàn hóa học tốc hành (Phần 99)
19/05/2020
Moscovium Món chén Thánh của nghiên cứu nguyên tố siêu nặng là định vị cái gọi là các hòn đảo ổn định. Đây là những
Galileo và bản chất của khoa học vật lí
13/05/2020
3.1 Giới thiệu Có ba câu chuyện được kể lại. Chuyện thứ nhất kể Galileo là một nhà triết học tự nhiên. Không giống
Tương lai của tâm trí - Michio Kaku (Phần 50)
12/05/2020
15. NHỮNG CHỈ TRÍCH ĐANG QUY KẾT Năm 2000, một cuộc tranh cãi dữ dội nổ ra trong cộng đồng khoa học. Một trong những người

Chúng tôi hiện có hơn 60 nghìn tài liệu để bạn tìm

360 độ

Vật lý 360 độ là trang tin nhanh, trao đổi chuyên đề vật lý và các khoa học khác cũng như các nội dung liên quan đến dạy và học.
Hi vọng các bạn giúp chúng tôi bằng cách đăng kí làm CTV.
Liên hệ: banquantri@thuvienvatly.com