Rätsel Nr. 3 Schwerkraft [ Geplaudere Forum ]

Also, dieses Rätsel habe ich selber ins Leben gerufen und bin zu keiner Lösung gekommen. Ich habe schon viele Leute danach gefragt, aber der Großteil gab als Antwort, dass sie auch die Drogen haben wollen die ich wohl genommen hätte^^

Also, leider beruht das Rätsel nur auf theoretischen Bedingungen, diese bitte nicht in Frage stellen.

Es geht hier jetzt in keiner Weise um Temperaturen, nur um die Erdanziehungskraft.

Nehmen wir an, wir stehen am Nordpol, und bohren ein Loch in die Erde, mit einem Durchmesser von ca. 5 Metern. Wir bohren das Loch exakt einmal durch die Erde durch, bis wir am Südpol wieder rauskommen (ich weiss, dass die Erde einen heissen Kern besitzt, aber den denken wir uns jetzt weg).
Es existiert nun ein Loch, einmal durch die Erde durch, vom Nordpol bis zum Südpol (ich habe die Pole nur gewählt um es anschaulicher zu machen. Das ganze kann natürlich auch von einem anderen Punkt aus biz sum gegenüberliegenden Punkt durchgeführt werden.)
Was passiert, wenn ein Mensch (oder ein Gegenstand) nun in das Loch am Nordpol springt (Verletzungen und Verhungern bitte nicht nennen, darum gehts mir nicht)?

a) kommt er am Südpol "rausgeschossen"?
b) pendelt er sich in der Mitte der Erde ein und bleibt quasi in der Luft stehen?
c) passiert was ganz anderes?

Freue mich auf eure Theorien...

Hallo Timee,

schau mal hier (klick) - da gibt es sicher etwas passendes zum Thema "Rätsel Nr. 3 Schwerkraft"!

Gruß

Son langen Bohrer gibs gar net.

Die Drogen die Du genommen hast möchte ich auch!

Also ich würd sagen er pendelt sich ein! Herausgeschossen kommt er sicher nicht,dafür ist die normale max.Fallgeschwindigkeit von ca 200 kmh zu wenig um die 6000 km vom Mittelpunkt der Erde zu überwinden. Bei einem Vakum sieht es natürlich anders aus.

Lg.
Werner

Das gleiche hab ich mal meine Physiklehrer gefragt^^ Wenn ich es noch richtig in Erinnerung habe:

Die Erdanziehung würde in Richtun des anderen Poles Sinusförmig verlaufen. Das heißt: Du würdest sicherlich nicht herausgeschossen werden sondern hättest Sinusförmig hohe und dann wieder niedrige Erdanziehung. In welchen Abständen das wäre weiß ich nicht mehr genau, er hat glaub ich von 4 Perioden erzählt.

(Das is schon 3 Jahre her und ich habs mir nicht aufgeschrieben)

PS: Ich probiers mal schnell aus ...

Tach´jen

also ich stimme den sinnvollen Antworten die hier gegeben wurden zu.
Da die Anziehungskraft immer zum Mittelpunkt der Erde wirkt, wird er sich um den Mittelpunkt einpendeln.
Das heißt er wird wahrscheinlich übers Ziel hinausschießen, dann aber wieder angezogen werden, da er über den Mittelpunkt hinweg ist.
So wird er dann wohl auf die Sinusförmige Pendelbewegung bzw auf-und abbewegeung kommen.

Zitat:

Tach´jen

also ich stimme den sinnvollen Antworten die hier gegeben wurden zu.
Da die Anziehungskraft immer zum Mittelpunkt der Erde wirkt, wird er sich um den Mittelpunkt einpendeln.
Das heißt er wird wahrscheinlich übers Ziel hinausschießen, dann aber wieder angezogen werden, da er über den Mittelpunkt hinweg ist.
So wird er dann wohl auf die Sinusförmige Pendelbewegung bzw auf-und abbewegeung kommen.

(Zitat von: rob-zombie)

Ganz meine Meinung! Danke für die Antwort, so spar ich mir die Schreibarbeit ;D.

ich denke er wird gar nicht auf der anderen seite ankommen, da seine fallgeschwindigkeit ein limit hat (er wiegt ja nun nicht sooo viel). somit kann er die erdanziehung nicht überwinden und bleibt in der mitte. er bräuchte eine "fremde kraft" um an die andere seite zu kommen. klettern würde auch gehen, denn man kann ja auch eine steilwand erklimmen, jedoch nicht durch springen z.b. 100 meter hoch kommen.

Ich hab auch noch ein Rätsel:

Rumba , Schnurrba und Plurrba

Welcher ist größer???

Ganz theoretisch gesehen wird er in der "Mitte" bleiben.

Die Frage ist, in welchem Zusammenhang seine eigene Masse
steht. Keiner weiß wie es im Mittelpunkt der Erde ist und
wie sich "Masseteilchen" verhalten. Die Erdanziehungskraft
wirkt ja quasi nach allen Seiten vertikal zu Oberfläche.
Er wird in der Mitte irgendwie hängenbleiben, aber durch
seine Trägheit wie ein Flummie ewig in dem 5m Loch hin und
her bouncen. Oder es zerreisst ihn einfach wenn er in der
"Mitte" ankommt. :)

Hallo,

nein er wird sich nicht in Mitte einpendeln (IMHO).

Da sich die Erde um Ihre Achse dreht, wird er vorher diverse Male am Rand anschlagen und schlußendlich, wenn die Anziehungkraft (die zum Kern hin immer geringer wird) nicht mehr ausreicht ihn vom Rand der Bohrung weiter fallen zu lassen, am Rand der Bohrung irgendwo liegen bleiben.

Zur Veranschaulichung:

Ich behaupte mal, wenn wir einen kleinen Hopser auf der Erde machen, dreht sich diese bereits unter uns ein Stück weiter, und wir kommen ein Stück daneben wieder auf dem Boden auf.

Dieses Stück ist nur so gering, daß wir es nicht bemerken.

Bei einem Pistolenschuß senkrecht in die Luft sollte man dies aber bereits feststellen können.

Wenn wir aber einen Körper 6.000 Kilometer (halber Durchmesser der Erde) senkrecht in die Luft werfen könnten, würde der garantiert ganz woanders aufkommen.

Und dies passiert auch beim Fall in das Loch, nur ein wenig geringer, da der Weg von der Drehachse zur Wurfstelle geringer wird, als im Beispiel der Hochwerfens.

Trotzdem wird der gute Mann m.E. nach nicht zum Kern vordringen können.

Sondern irgendwo vorher total zerschmettert liegen bleiben.

Bearbeitet von - SuMo-Driver am 29.12.2006 21:59:51

Man kann ja einen einfachen Test machen, es geht ja nur um die Erdanziehung/Schwerkraft...

Man nimmt ein Rohr und macht es irgendwo fest, so dass die Öffnungen unten und oben frei bleiben.

Unten kommt ein Gebläse hin und oben auch, beide gleich stark. Dann wirft man einfach von oben eine Legofigur rein und wenn alles stimmt (gleicher Abstand der Gebläse zu den Öffnungen und gleiche Stärke) wird die Legofigur hin und her fliegen und das ziemlich in der Mitte auch wenn es unruhig ist.

@ pedro23

ne, ich bin nicht der Meinung.

Die Erde dreht sich und der gute Mann im freien Fall dreht sich im ersten Moment mit der Geschwindigkeit am äußersten Erdradius.

Zum Erdmittelpunkt hin wird die Drehgeschwindigkeit immer langsamer (im Mittelpunkt ist sie null), so daß der gute Mann zwingend unterwegs an die Wand hämmern muss.

Irgendwann ist aber die Anziehungskraft so gering, daß das an die Wand hämmern so viel Reibung bedeutet, daß er liegen bleibt.

(IMHO)

LÖSUNG:

Siehe hier: http://www.wdr.de/themen/forschung/1/kleine_anfrage/antworten/erdtunnel.jhtml?rubrikenstyle=kleine_anfrage

(Naja, ich habe die Drehachse Nord und Südpol vergessen :-)) Aber die ändert sich ja auch alle paar hundertausendjahr :-))

Bearbeitet von - SuMo-Driver am 29.12.2006 23:18:04

Sooo also man bleibt gar nicht ziemlich in der Mitte und schwebt immer 100m auf- und 100m abwärts vom Erdmittelpunkt, sondern man schwebt immer quer von Erdloch zu Erdloch... ist ja noch lustiger :D

@ pedro23,

blick ich ja gar nicht, was Du erzähltst.

Da sich die Erde um die Nord / Süd Achse dreht, und auf die Achse also steht, fällst Du vom Nordpol in gerader Linie auf den Ermittelpunkt zu.

Hierbei gewinnst Du ordentlich an Speed.

Du fliegst irgendwann am Mittelpunkt vorbei (zu diesem Moment mit TopSpeed) und jagst gen Südpol. Sofern Du hierbei keine Energie verlierst (idealer Fall) wirst Du exakt die gleiche Lage erreichen, wie Du in das Loch gesprungen bist (d.h. du wirst aus dem Loch rausgucken können).

Tja und dan dreht sich die Sache um, und es geht wieder zurück zum Nordpol.

(Immer im idealer Fall, daß Nord und Südpol gleich weit vom Mittelpunkt entfernt sind).

Das Spiel geht dann unendlich lang.

Sofern es aber eine Reibung gibt, wird es im Mittelpunkt irgendwann enden (nach zig mal hin und her).

Und wenn Du nicht genau die Nord / Süd Achse gebohrt hast, wirst Du an der Wand zerschellen.

Interessante Lösung da, da war ich ja zu 50% richtig mit der Kraft die im Mittelpunkt
nach allen Seiten geht. Bin lediglich davon ausgegangen das die Kraft beim Fall zum
Mittelpunkt immer stärker wird und uns festhält und nicht, dass sie abnimmt und unsere
Fallbeschleunigung bis dahin überwiegt.

Zitat:

Zur Veranschaulichung:

Ich behaupte mal, wenn wir einen kleinen Hopser auf der Erde machen, dreht sich diese bereits unter uns ein Stück weiter, und wir kommen ein Stück daneben wieder auf dem Boden auf.

Dieses Stück ist nur so gering, daß wir es nicht bemerken.

Bei einem Pistolenschuß senkrecht in die Luft sollte man dies aber bereits feststellen können.

Wenn wir aber einen Körper 6.000 Kilometer (halber Durchmesser der Erde) senkrecht in die Luft werfen könnten, würde der garantiert ganz woanders aufkommen.
(Zitat von: SuMo-Driver)

So, dann mal wieder die alten Physik-Leistungskurs-Lakeien rausholen.
Endlich mal wieder nen richtig schönes Thema. :)

Kurze Info:

System 1 = aktives System
System 2 = passives System (außenstehender Betrachter mit festem Standpunkt schaut auf System 1)
System 3 = Zeitkontinuum ("relativistische Betrachtung" da alles in Abhängigkeit einer Zeit passiert)

Deine Überlegung ist richtig, aber nur für System 2. Betrachten wir das ganze
aber mal aus dem System 1:

Jeder Mensch besitzt schon im Stand die potentielle Energie (Bewegungsenergie)
resultierend aus der Drehgeschwindigkeit der Erde. Der Mensch springt hoch und
landet nach seiner kurzen Flugphase wieder auf dem gleichen Punkt der Erde weil
er - aus System 2 betrachtet - einen Sprung nach vorne macht. Die Pistolenkugel
würde OHNE Luftwiderstand/Reibung wieder exakt im Pistolenlauf landen da sie beim
Abschuss eben schon die potentielle Energie nach vorne hat. Beim Übergang vom
System 1 ins System 2 würde es aber stimmen.

Hier mal zur Verdeutlichung an einem "nachvollziehbarem" Beispiel.

System 1: Du bist im fahrenden Zug der mit 100km/h eine 30m hohe Brücke überquert.
System 2: Ein 20m breiter Fluß unter der Brücke mit der tiefsten Stelle in der Mitte.

Du hast spontan Bock auf baden und willst zur Sicherheit in die Mitte/tiefste Stelle
springen. Als Du Dich genau in der Mitte befindest springst Du los. Ich habe nun
nicht nachgerechnet, aber ich wette 10€ das Du nicht nass wirst. :)
Ich denke Ihr wisst worauf ich hinaus will.

Müssten wir nun alle Faktoren betrachten wie Luftwiderstände, Trägheit, Reibung,
Drehgeschwindigkeit der Erde um die Sonne + Drehgeschwindigkeit der Erde um die
eigene Achse (Corioliskraft) kommen wir zu keiner Lösung. :)

@ Nicore

tja, Deine Annahme (Kraft beim Fall zum
Mittelpunkt immer stärker) war ja mal nicht Leistungskurslike :-))

Masse = Anziehungskraft (existiert sogar zwischen zwei Schiffen im Hafen).

Ansonsten hast Du mit Deinen Ausführungen recht, sofern wir uns im idealen Raum befinden (kein Widerstand).

Ansonsten wird es so enden wie von mir beschrieben -> Klatscher gegen die Wand.

Gerade bei hohen Geschwindigkeiten (und wir sprechen hier von über 6000 km mit 9,81 m/s2 Beschleunigung) spielt das aber eine sehr große Rolle.

Die zu Vernachlässigkeiten wäre fatal.

Das entscheidende aber warum der gute Mann nicht zerschellt ist die Tatsache, daß sich das Loch auf der Nord / Südachse befindet, daher die Rotation der Erde keine Rolle spielt.

Ansonsten halt ein Klatscher an die Wand :-))

Hätte da auch noch eine Theorie...

Ich hatte in Physik mal gelernt das die Anziehungskraft abhängt von der Masse eines
Körpers.

Ich denke also das im Erdinneren eine geringer Anziehungskraft herschen drüfte als auf der Oberfläche. Somit müßte die Fallgeschnwindikeit zum Erdmittelpunkt hin immer geringer werde... !? Natürlich nur wenn man die Masse die um einen wirkt mal außer acht lassen würde...!

Zitat:

@ pedro23,

blick ich ja gar nicht, was Du erzähltst.

Da sich die Erde um die Nord / Süd Achse dreht, und auf die Achse also steht, fällst Du vom Nordpol in gerader Linie auf den Ermittelpunkt zu.

Hierbei gewinnst Du ordentlich an Speed.

Du fliegst irgendwann am Mittelpunkt vorbei (zu diesem Moment mit TopSpeed) und jagst gen Südpol. Sofern Du hierbei keine Energie verlierst (idealer Fall) wirst Du exakt die gleiche Lage erreichen, wie Du in das Loch gesprungen bist (d.h. du wirst aus dem Loch rausgucken können).

Tja und dan dreht sich die Sache um, und es geht wieder zurück zum Nordpol.

(Immer im idealer Fall, daß Nord und Südpol gleich weit vom Mittelpunkt entfernt sind).

Das Spiel geht dann unendlich lang.

(Zitat von: SuMo-Driver)

Ganz einfach, ich habe gedacht wenn man in dieses Loch reinspringt, dann bleibt man im Erdmittelpunkt "stecken", also man schwebt dann im Erdmittelpunkt. Natürlich schwebt man nicht nur ganz leicht hin und her sondern man schwebt (da man ja durch den Fall ins Loch eine Geschwindigkeit aufnimmt) immer ca. 100 m vom Erdmittelpunkt hin und her, so habe ich gedacht dass es wäre wenn man wirklich so ein Loch graben könnte und jemand da reinspringt.

Aber auf der Seite wird ja erklärt, dass man durch die Kraft die man mitnimmt dann am Erdmittelpunkt vorbeifliegt bis zum Ende des Tunnels, also man kommt auf der anderen Seite raus, doch dort geht alles wieder von vorne los und man fällt wieder runter und kommt wieder in dem Loch raus wo man reingesprungen ist. Und wie du schon gesagt hast könnte das ewig so gehen.

Das minte ich mit ist ja noch lustiger da man ja immer vom Nord- zum Südpol hin und herfliegen würde und nicht wie ich anfangs gedacht habe immer nur ca. 100m auf und ab vom Erdmittelpunkt.

@ Joey Starman,

ne, bis zum Mittelpunkt nimmt die Geschwindigkeit immer mehr zu, nur die Beschleunigung nimmt ab (wegen geringerer Anziehungskraft, da weniger Masse).

Ab den Mittelpunkt dreht sich das ganze um, die Beschleunigung wird negativ (d.h. es bremst) und wird immer stärker, dadurch wird die Geschwindigkeit immer geringer, bis sie beim rausgucken aus dem Loch bei Null angekommen ist.

Und dann geht's wieder zurück.

(Natürlich hängt, die Beschleunigung auch von dem spezifischen Gewicht der Erdschichten ab, d.h. die kann zwischenzeitlich sich auch mal wieder ein weniger verändern).

Dies ändert aber bei einem konzentrischem Aufbau der Erde (d.h. die Erschichten sind um einen Punkt gleichmßig verteilt) nichts am Ergebnis.

Ein permanentes Auf und Nieder :-))

Rätsel Nr. 3 Schwerkraft (Geplaudere Forum)