Physikfragen

[JuNkEE]

Hi,

hab hier ein paar Fragen deren Antworten mich interessieren.

1.: Nehmen wir mal an, unsere Erde wäre kein Lavaball sondern würde nur aus Erde, Sand, Stein, etc... bestehen.
Wenn man nun ein Loch mit einem Durchmesser von ca. 7m quer durch den Planeten buddeln würde, genau durch die Mitte und würde sich anschliesend in dieses "bodenlose" Loch reinstürzen.
Würde man dann in der Mitte des Planeten schweben?
Oder würde einen der Druck zerfetzen?
2.: Wenn man durch dieses Loch schauen würde und beim gegenwärtigen Ort wäre es Nacht und auf der anderen Seite Tag, würde man dann ein Licht sehen? Wenn ja, würde es dann auf dem gegenwärtigen Ort teilweise Tag sein und der Himmel senkrecht über dem Loch wieder hell sein?

Thx

[beta3]

du vergisst etwas

es wird neue erde,sand... in das loch fallen und es vertopfen

um das zu koennen, was du denkst, muesste man das loch, den tunnel, irgendwie stabilisieren und das is sicher extrem schwer bei dem enormen druck da unten


aber die antwort interssiert mich auch (sagen wir mal, wir koennen es stabilisieren)

[Marcel]

zu 1.
Ob der Druck einen zerfetzen würde, weiß ich nicht, aber wenn nicht, müsste man sich in der Mitte einpendeln, gemäß meinem laienhaften Physik-Wissen. Witzige Vorstellung.

zu 2.
Ein 7m großer Lichtfleck auf über 12.000 km Entfernung? Kannst Du eine Taschenlampen-Glühbirne auf 10 km sehen (nur die Birne selbst, nicht die von ihr erleuchtete Umgebung)?

[JuNkEE]

beta: das waren theoretische Fragen. Ist keinerlei Logik dabei also gibts auch kein Schutt der alles verstopft.

Marcel. Aber man kann ja nicht die Sonne mit einer Taschenlampe vergleichen :)

[Marcel]

Original geschrieben von JuNkEE
Marcel. Aber man kann ja nicht die Sonne mit einer Taschenlampe vergleichen :)

Was die Frage aufwirft: Steht die Sonne genau senkrecht über dem Loch? Da sie das, wenn überhaupt, nur für eine sehr kurze Zeitspanne tun würde, bin ich einfach davon ausgegangen, dass nicht.

[JuNkEE]

Ja da hast du recht.
Dann gehen wir mal davon aus, dass die Sonne mal kurz im Zenit über dem Loch steht :)

[beta3]

Original geschrieben von JuNkEE
beta: das waren theoretische Fragen. Ist keinerlei Logik dabei also gibts auch kein Schutt der alles verstopft.


jajajaja, ich weiss ja
aber ohne logik gaebe es ueberhaupt nix

[JuNkEE]

Doch... die Theorie :)

[Sliver21]

Tja, wo bleibt unser Physikfreak :)
.... shit, mir fällt sein Nick nicht mehr ein ;D
Ihr wisst schon, wen ich meine.

[outlaw_wolf]

Diese Fragen beschäftigen nicht nur dich, sonderen auch die Wissenschaft.

Nach meinem, ich muss zugeben bescheidenem, Physikverständnis müsste sich der Fall im Zentrum der Gravitation einpendeln und stoppen.

Wenn dich sowas interessiert, findest du hier:
http://www.reproteam-bremen.de/fallturm/idx_uebersicht.htm
vielleicht auch ein paar neue Fragen.

[DocEW]

Hehe, wirklich eine coole Vorstellung. Also mal angenommen, man könnte diese Situation irgendwie stabilisieren/abstützen (immerhin drückt die ganze Erde drauf!), müßte man tatsächlich irgendwie in der Mitte "schweben". Angenommen man könnte sich dann an irgendetwas abstossen, können man ähnlich "springen" wie auf der Erdoberfläche, allerdings wäre der Effekt in alle Richtungen gleich! *LOL*
Was mir aber Kopfzerbrechen bereitet ist, daß man ja quasi auseinander gezerrt wird, da die ganze Masse von der man angezogen wird, sich um einen herum befindet... naja, dann wird man wohl auseinander gerissen...

[Aragon]

.

[El Fantastico]

Herrscht im Erdkern wirklich Gravitations-"Gleichgewicht"? Ich könnte mir vorstellen, dass der Mond den "Nullpunkt" ständig verlagert, wie bei den Gezeiten.

[Tesseract]

die luft wird dich ca. in der mitte abbremsen

würde ein vakuum herrschen würde ich sagen man fällt durch die erde bis auf die andere seite, kehrt seine bahn um und fällt das ganze wieder zurück usw.

ähnlich einer elyptischen bahn nur in einer linie (alle anderen einflüsse mal ausgeschlossen)

[Schroeder]

so jetzt geb ich hier auch mal meinen unqualifizierten senf dazu ab.

dazu zunächst folgende vereinfachungen: erd-kern (die hauptsächliche masse der erde) als punkt-masse betrachten, und in der "röhre" ist keine luft (zwecks vernachlässigen der reibung)

dann lässt sich folgendes herleiten, wenn du neben dem loch auf der erdoberfläche stehst, hast du nur potentielle energie im vergleich zum erdkern. hüpfst du jetzt ins loch hinein, wandelt sich die potentielle energie in kinetische energie um, wobei sowohl deine geschwindigkeit UND(!) deine beschleunigung zunehmen (nicht umsonst ist die fallbeschleunigung im himalaya geringfügig kleiner als bspw. in hamburg) beim passieren des erdmittelpunktes (und somit des als punktmasse gesehenen erdkernes) wäre die beschleungung gleich null deine geschwindigkeit maximal, ebenso deine kinetische ernergie während die potentielle energie null wäre. da körper aber im allgemeinen die eigenschaft der trägheit haben, fliegst du natürlich erstmal weiter, wobei geschwindigkeit & kinetische energie abnehmen und potentielle energie & beschleunigung (wennauch negativ) wieder zunehmen. was dann prinzipiell heißt, du würdest bis ans ende deiner tage zwischen den beiden "eingängen" der röhre hin- und herpendeln und es würden sich permanent diese energie-umwandlungsvorgänge abspielen.

zieht man jetzt in betracht das die röhre mir luft gefüllt wäre, würdest du höchstwahrscheinlich schon beim ersten mal nicht das ende der röhre sehen, und die amplitude deiner schwingung würde immer kleiner werden bis du dann irgendwann im erdmittelpunkt(bzw. punktmasse - erdkern) herumschweben.

wenn ich jetzt die luft erstmal wieder aussen vor lasse, und den erdkern mit seiner wirklichen räumlichen ausdehnung (von der ich keine ahnung habe, aber sie wird wohl mehr als ein paar meter sein) betrachte, stellen sich die ganzen energieumwandlungen wohl etwas anders dar. zunächst spielt sich wohl alles so ab wie schon oben beschrieben, aber sobald du in den erdkern eintrittst wirds interessant, weil du ja dann mehr oder weniger "eins" bist mit dem anderen körper (und wie sich dann die gravitative "beziehung" zwischen dir und erdkern entwickelt ... keine ahnung) :grübel:. da ist dann (wenn ich jetzt voraussetze das sich im inneren des erdkernes keine gravitativen einflüsse auf dich ergeben) erstmal die beschleunigung wohl null, während die geschwindigkeit gleichbleibt, und du dann wieder aus dem erdkern austrittst und dann geht die pendelei wohl wieder los (ohne luft halt).

so lange rede, kurzer sinn aber das sagt mein sachverstand zu frage nr1.

[DocEW]

Würde eigentlich die ganze Athmosphäre in die Erde hineingesogen, wenn im Inneren ein genügend großer Hohlraum wäre? ???

[Aragon]

.

[Axel]

Original geschrieben von Schroeder
hüpfst du jetzt ins loch hinein, wandelt sich die potentielle energie in kinetische energie um, wobei sowohl deine geschwindigkeit UND(!) deine beschleunigung zunehmen (nicht umsonst ist die fallbeschleunigung im himalaya geringfügig kleiner als bspw. in hamburg)

Aragon hat es bereits sehr gut beschrieben.
Die Erdbeschleunigung nimmt auf dem Himalaya eher geringfügig zu, da mehr Masse unter dir ist. Der Mond z.B. hat auch eine kleinere Anziehungskraft als die Erde, weil dieser kleiner ist.

[Schroeder]

Original geschrieben von Axel
Aragon hat es bereits sehr gut beschrieben.
Die Erdbeschleunigung nimmt auf dem Himalaya eher geringfügig zu, da mehr Masse unter dir ist. Der Mond z.B. hat auch eine kleinere Anziehungskraft als die Erde, weil dieser kleiner ist.

es tut mir leid aber das ist falsch. im himalaya ist die fallbeschleunigung geringer. deine begründung ist so leid es mir tut quatsch, denn wenn ich in hamburg stehe, gehört das himalaya genauso zur erdmasse, wie wenn ich im himalaya bin. anhand des gravitationsgesetzes ist das auch relativ einfach nachzuvollziehen. die gravitativen kräfte zwischen zwei körpern hängen auch von der entfernung (zwischen den körpern) ab. und je weiter die zwei körper von einander entfernt sind desto geringer sind die "gravitations-kräfte" aufeinander. ergo je größer die entfernung, desto geringer die wirkende beschleunigung. (ich bin im moment zu faul hier eine gleichung herzuschreiben aber, ich machs dann nochmal falls ihr wieder sagt dem wäre nichts so.) und das führt mich wiederrum dazu, das wenn ich den erdkern (der die hauptmasse der erde ausmacht) als punktmasse sehe nimmt die beschleunigung des körpers zu bis er genau den punkt erreicht. und dann ist sie urplötzlich null (klingt unlogisch ist aber so, naja um genau zu sein, müsste man sagen sie ist nicht definiert, denn in meiner gleichung wird dann der nenner null)

Fgrav = F

y * m1 * m
-------- = m1 * a |:m1
(r + h)^2

y * m
a =-------------
(r+h)2

Fgrav - Gravitationskraft
F = Kraft auf den Körper (hier junkee)
m1 = Junkee's Masse
m = Erdmasse
y= Gravitationskonstante (oder wie des ding heißt)
r = Erdradius
a = auf Junkee wirkende beschleunigung
h= abstand erdoberfläche - erdkern(als punktmasse)

auf der erdoberfläche ist h=0 und wird dann negativ, daraus folgt das der nenner kleiner wird, und somit die auf den körper wirkende beschleunigung größer. noch fragen?
da ich die gleichung nun doch hingeschrieben habe, will ich auch noch kurz ausführen was mit der beschleunigung ist, wenn man den erdkern (punktmasse!) passiert, in diesem fall wäre r=h (h ist negativ) das heißt der nenner wäre null und damit wäre die beschleunigung für diesen punkt nicht definiert, ich gebe zu 0 ist nicht "nicht definiert", aber es erschien mir fürs erste richtig.

und warum ich zur annahme mit der punktmasse komme ist folgender grund. meines wissens nach liegt der schwerpunkt und auch der große anteil der masse der erde im erdkern (eine kugel aus erzen und was weiß ich nicht noch, woraus sich der ganze magnetismus-kompass-quatsch ergibt) der sich sogar noch für sich selbst dreht (unabhängig von der erdbewegung) und sogar für eine wandernde achse des süd-nord-pols (der magnetische wohlgemerkt) sorgt. so und wenn ich eben nun davon ausgehe das die eigentliche (hauptsächliche zu betrachtende) masse der erde der erdkern ist, und nicht die komplette erde, kann ich für mich und meine theorie diesen als punktmasse vereinfachend sehen.

[Schroeder]

Original geschrieben von Aragon
Innerhalb der Erdkugel bist du von allen Seiten von anziehender Masse umgeben. Die Beschleunigung hängt dann davon ab, wieviel Masse sich vor dir befindet (und dich beschleunigt) und wieviel sich hinter dir befindet (und dich abbremst). Die Summe all dieser Kräfte bestimmt deine Beschleunigung. Deshalb nimmt deine Beschleunigung bis du den Erdmittelpunkt erreichst AB und nicht zu.


wenn ich die erde als klompletten "runden" körper mit einheitlicher dichte betrachte muss ich dir natürlich recht geben, und mache das auch ohne probleme. allerdings bin ich der festen überzeugung das die erde keine einheitliche dichte hat, sondern das diese im innersten am größten ist. daher punktmassen-annahme.

die sache mit der fallbeschleunigung auf dem himalaya ist allerdings unabhängig von punktmasse oder nicht.

[Xmas]

Original geschrieben von Schroeder
und warum ich zur annahme mit der punktmasse komme ist folgender grund. meines wissens nach liegt der schwerpunkt und auch der große anteil der masse der erde im erdkern (eine kugel aus erzen und was weiß ich nicht noch, woraus sich der ganze magnetismus-kompass-quatsch ergibt) der sich sogar noch für sich selbst dreht (unabhängig von der erdbewegung) und sogar für eine wandernde achse des süd-nord-pols (der magnetische wohlgemerkt) sorgt. so und wenn ich eben nun davon ausgehe das die eigentliche (hauptsächliche zu betrachtende) masse der erde der erdkern ist, und nicht die komplette erde, kann ich für mich und meine theorie diesen als punktmasse vereinfachend sehen.
Selbst für den Fall dass es so wäre dass der Erdkern so massiv viel dichter wäre (ist er nicht), dann könntest du das Punktmassenmodell trotzdem nur bis zum Eintritt in diesen Erdkern benutzen, denn das Punktmassenmodell funktioniert nur wenn die gesamte zum Punkt zusammengefasste Masse auf einer Seite des betrachteten Objekts liegt (mit Seite meine ich dabei einen durch eine das Objekt durchlaufende Ebene abgetrennten Halbraum).

Bei einem so gedachten Loch würde die Beschleunigung zur Mitte hin abnehmen, genau so wie Aragon es beschrieb. Dazu kommt allerdings, dass man in der Mitte durch den Luftdruck erdrückt werden würde.

Bei einem Loch mit 7m Durchmesser würde man kein Licht sehen, selbst wenn die Sonne senkrecht über dem Loch stehen würde. Denn das geht nur zwischen den beiden Wendekreisen, und dort wäre die Erdrotation zu schnell.

[Schroeder]

also das punktmassenmodell habe ich der vereinfachung wegen zunächst angenommen. desweiteren hab ich schon in meinem ersten posting (wenn auch eher unverständlich) und danach noch im dritten zugegeben, dass wenn ich von meiner vereinfachung absehe, aragorn recht gebe. sehe ich den erdkern aber schon als bereich mit höherer dichte und einer geringeren räumlichen ausdehnung als der der erde, kommt man meiner punkt-massen-modell-theorie (unwort des tages!!!111) ein stückchen näher, spätestens mit eintritt in den erdkern (wenn man das überhaupt so formulieren kann) gilt dann meine vereinfachung natürlich nicht mehr, das habe ich aber doch auch schon mal geschrieben.

[Zool]

Um noch ein Senf zum Thema hinzufügen:

(1) Bei entsprechender Vernachlässigung der Reibung und sonstigen Energieverlusten und konstanter Dichte der Erde, Schwerpunkt exakt in Erdmitte, könnte man ewig hin und her pendeln.

Da sich der Himalaya mal grob gesagt auf der Höhe des Äquators befindet kommt neben dem Höheren Abstand von Testperson zum Erdmittelpunkt noch durch die Rotation der Erde von einer Periode T von 86400s (1 Umdrehung pro Tag) noch eine Kraftkomponente hinzu (Zentrifugalkraft m*v^2*r , v=Pi*r/T).

Diese nach außen wirkende Komponente verringert die resultierende Anziehungskraft zusätzlich. An den Polen spielt sie keine Rolle bei Annahme ein idealen Kugelform der Erde und Rotationsachse entlang den Polen.


(2)
Mit einem Hochleistungslaser und entsprechenden sensitiven Sensoren kännte manch durch das hypoteische Loch in der Erde durchleuchten.

Nebenbei wird auf ähnliche Weise per Laser der Abstand Erde-Mond gemessen.

[Xmas]

Original geschrieben von Zool
(2)
Mit einem Hochleistungslaser und entsprechenden sensitiven Sensoren kännte manch durch das hypoteische Loch in der Erde durchleuchten.

Nebenbei wird auf ähnliche Weise per Laser der Abstand Erde-Mond gemessen.
Wie schon geschrieben zweifle ich das an. Die Erdrotation würde dafür sorgen, dass das Licht nicht ankommt.

[Zool]

@Xmas
Wohl zu wenig in Physik aufgepaßt oder nicht nachgedacht. Die Erdrotation wird für den Laser-Test mit berücksichtigt bzw. auf diese Weise sogar genau bestimmt und ist das geringste Problem.
Viel schwieriger ist Justage des Lasers, seine Kohärenzlänge und Streueffekte der Atomosphäre.


Zumal die 2 x 380 000km von dem Laserstrahl in 2.5s bewältigt werden.

Hier mal nur ein Links

http://www.fesg.tu-muenchen.de/fesg/llr.html

http://www.weltderphysik.de/themen/quanten/licht/laser/messtechnik/

http://www.physik.uni-muenchen.de/didaktik/U_materialien/leifiphysik/web_ph09/umwelt_technik/11mondentfernung/mondentfernung.htm

[Aragon]

.

[Xmas]

Original geschrieben von Zool
@Xmas
Wohl zu wenig in Physik aufgepaßt oder nicht nachgedacht. Die Erdrotation wird für den Laser-Test mit berücksichtigt bzw. auf diese Weise sogar genau bestimmt und ist das geringste Problem.
Viel schwieriger ist Justage des Lasers, seine Kohärenzlänge und Streueffekte der Atomosphäre.
Ich bezog mich auf das Loch durch die Erde, nicht auf den Mond. Da kommt der Laser selbstverständlich an.

[askibo]

Original geschrieben von Xmas
Wie schon geschrieben zweifle ich das an. Die Erdrotation würde dafür sorgen, dass das Licht nicht ankommt.


Nicht wenn man ein Loch entlang der Rotationsachse bohrt :bäh:

[Xmas]

Original geschrieben von Xmas
Bei einem Loch mit 7m Durchmesser würde man kein Licht sehen, selbst wenn die Sonne senkrecht über dem Loch stehen würde. Denn das geht nur zwischen den beiden Wendekreisen, und dort wäre die Erdrotation zu schnell.
;)

[Major J]

Man würde in der Mitte schweben, wenn man mal annimmt, die Erde wäre vollkommen gleichförmig und der axiale Druck würde nicht die Erd und Steinmassen genau zum Mittelpunkt hin drücken so das es zusammenstürzt. - dann ja, bist du quasi "schwerelos"....

[Marcel]

Erdrotation - würde man nicht ziemlich häufig die Schacht in die Seite bekommen, wenn man hinunterfällt? Bzw., wenn man mit Blick gen Osten hinunterfällt, auf dem Weg zum Erdmittelpunkt immer wieder in die Fresse? Erkläre mich hiermit freiwillig nicht zur Teilnahme am Experiment bereit.