Supponiamo che l'intera popolazione del mondo si riunisca in un punto e, al suono di un segnale prestabilito, tutti salti in piedi. Mentre tutte le persone sono nell'aria, la Terra guadagna slancio nella direzione opposta?

Supponiamo che l'intera popolazione del mondo si riunisca in un punto e, al suono di un segnale prestabilito, tutti salti in piedi. Mentre tutte le persone sono nell'aria, la Terra guadagna slancio nella direzione opposta?
Anonim

Risposta:

Sì, lo slancio terrestre cambierà sicuramente mentre le persone sono nell'aria.

Spiegazione:

Come sai, il Legge di conservazione della quantità di moto afferma che la quantità totale di moto non cambia per un sistema chiuso.

Vale a dire che se si ha a che fare con un sistema isolato dall'esterno, nel senso che non si agisce su di essa da forze esterne, allora una collisione tra due oggetti determinerà sempre la conservazione del impulso totale del sistema.

Il impulso totale è semplicemente la somma della quantità di moto prima della collisione e la quantità di moto dopo la collisione.

Ora, se prendi la Terra per essere un sistema chiuso, allora l'impulso del sistema Terra + popolo prima la gente che salta deve essere uguale all'impulso del sistema Terra + persone mentre tutte le persone sono nell'aria.

Dal punto di vista della Terra, è importante capire che una volta le persone Ritornare in superficie, lo slancio della Terra sarà lo stesso di quello che era prima saltarono.

Quindi, supponiamo che lo slancio iniziale del sistema Terra + persone sia zero.

Se tutte le persone saltano allo stesso tempo, quindi la massa combinata dei jumper, # M #, avrà una velocità #v_ "persone" #e un momento di #p_ "persone" #.

Ciò significa che, al fine di preservare la quantità totale di moto del sistema, la Terra, diciamo della massa # M #, dovrà avere una velocità #v_ # "Terra"e un impulso orientato nel direzione opposta a quello delle persone.

#overbrace (0) ^ (colore (blu) ("quantità di moto prima del salto")) = overbrace (p_ "persone" + p_ "Terra") ^ (colore (verde) ("quantità di moto dopo il salto")) #

Questo è equivalente a

# 0 = m * v_ "persone" - M * v_ "Terra" #

Il segno meno è lì per mostrare che la velocità della Terra è orientata nella direzione opposta a quella delle persone.

Tuttavia, la differenza tra la massa della Terra e quella delle persone renderà questo cambiamento in quantità molto, molto, molto piccolo.

Un rapido calcolo per illustrarlo. Prendiamo la massa della Terra per essere # 6.0 * 10 ^ (24) "kg" #. Supponendo un peso medio di # "60 kg" # per persona e un totale di 7 miliardi gente, si otterrebbe

#m * v_ "persone" = M * v_ "Terra" #

#v_ "Terra" = v_ "persone" * m / M #

#v_ "Terra" = v_ "persone" * (60 * 7 * 10 ^ 9 colore (rosso) (annulla (colore (nero) ("kg")))) / (6.0 * 10 ^ (24) colore (rosso) (annulla (colore (nero) ("kg")))) #

#v_ "Earth" = 7.0 * 10 ^ (- 14) * v_ "persone" #

La velocità della Terra sarà più piccola di quella delle persone di un fattore di #7 * 10^(-14)#.