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
Extension Thuvienvatly.com cho Chrome

Các bài khác


Phi thuyền Parker của NASA sẽ ‘chạm’ đến Mặt Trời
15/08/2018
NASA vừa phóng một phi thuyền lên nghiên cứu khí quyển Mặt Trời và gió mặt trời. Tàu vũ trụ Parker Solar Probe đã cất cánh
Ngưng tụ Bose-Einstein
07/08/2018
Trong số năm trạng thái mà vật chất có thể tồn tại, có lẽ ngưng tụ Bose-Einstein là trạng thái bí ẩn nhất. Trong khi thể
Vật lí Lượng tử Tốc hành (Phần 16)
31/07/2018
Các lớp vỏ con electron Theo phương trình đã nêu ở phần trước thì các electron thuộc cùng một lớp vỏ có năng lượng y hệt
Vật lí Lượng tử Tốc hành (Phần 15)
30/07/2018
Tính các mức năng lượng Khi phân tích quang phổ, các nhà vật lí thường phải tính các mức năng lượng gần đúng của electron
Lỗ đen thật ra có thể là lỗ sâu đục đang va chạm
14/07/2018
Khi hai lỗ sâu đục va chạm nhau, chúng tạo ra những gợn lăn tăn trong không-thời gian lan tỏa ra mọi phía. Theo một nghiên cứu
Phải chăng các nhà thiên văn đã tìm thấy khối lượng mất tích của vũ trụ?
10/07/2018
Vào thập niên 1960, các nhà thiên văn bắt đầu để ý thấy Vũ trụ dường như thiếu mất một phần khối lượng. Giữa các quan
Vì sao một số vết nứt đẩy nhau ra?
22/06/2018
Một nghiên cứu lí thuyết về sự lan truyền vết nứt đem lại một lời giải thích cho sự đẩy nhau mà người ta quan sát thấy
Vật lí Lượng tử Tốc hành (Phần 14)
22/06/2018
Các số lượng tử Số lượng tử chính mô tả mức năng lượng của các lớp vỏ electron không phải là cách duy nhất để chúng

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