נניח שכל אוכלוסיית העולם מתכנסת בנקודה אחת, ובצליל של אות מסודר מראש, כולם קופצים. בעוד כל האנשים נמצאים באוויר, האם כדור הארץ לצבור תאוצה בכיוון ההפוך?

נניח שכל אוכלוסיית העולם מתכנסת בנקודה אחת, ובצליל של אות מסודר מראש, כולם קופצים. בעוד כל האנשים נמצאים באוויר, האם כדור הארץ לצבור תאוצה בכיוון ההפוך?
Anonim

תשובה:

כן, המומנטום של כדור הארץ בהחלט ישתנה בעוד האנשים נמצאים באוויר.

הסבר:

כפי שאתה יודע, חוק שימור המומנטום קובע כי המומנטום הכולל לא משתנה למשך מערכת סגורה.

כלומר, אם אתה מתמודד עם מערכת מבודדת מבחוץ, כלומר, אתה מקבל שום כוחות חיצוניים פועלים על זה, אז התנגשות בין שני חפצים תמיד לגרום לשימור של סך המומנטום של המערכת.

ה סך המומנטום הוא פשוט סכום המומנטום לפני ההתנגשות והתנופה לאחר ההתנגשות.

עכשיו, אם אתה לוקח את כדור הארץ להיות מערכת סגורה, אז את המומנטום של כדור הארץ + אנשים המערכת לפני קפיצת אנשים חייבת להיות שווה המומנטום של כדור הארץ + אנשים המערכת בעוד כל האנשים נמצאים באוויר.

מנקודת המבט של כדור הארץ, חשוב להבין כי פעם העם הקרקע בחזרה על פני השטח, המומנטום של כדור הארץ יהיה זהה לזה לפני הם קפצו.

לכן, נניח כי המומנטום הראשוני של כדור הארץ + מערכת אנשים היה אפס.

אם כל האנשים לקפוץ באותו זמן, ולאחר מכן את המסה המשולבת של המגשרים, #M#, תהיה מהירות #v_ "אנשים" #, ותנופה של #p_ "אנשים" #.

משמעות הדבר היא כי על מנת המומנטום הכולל של המערכת כדי להישמר, כדור הארץ, נניח של המונית #M#, יהיה צורך במהירות #v_ "כדור הארץ" #, ו מומנטום בכיוון כיוון נגדי אל העם.

# צבע (כחול) ("המומנטום לפני הקפיצה")) = overbrace (p_ "אנשים" + p_ "Earth") ^ (צבע (ירוק) ("מומנטום אחרי הקפיצה")) # #

זה שווה ל

# 0 = m * v_ "אנשים" - M * v_ "כדור הארץ" #

סימן החיסור נמצא שם כדי להראות שמהירות כדור הארץ מכוונת בכיוון ההפוך לזה של העם.

עם זאת, ההבדל בין המסה של כדור הארץ לבין זה של העם יעשה את השינוי הזה מומנטום מאוד, מאוד, מאוד קטן.

חישוב מהיר כדי להמחיש את זה. בואו ניקח את המסה של כדור הארץ להיות # 6.0 * 10 ^ (24) "kg" #. בהנחה של משקל ממוצע של # "60 kg" # לאדם ולסך הכל 7 מיליארד אנשים, היית מקבל

#m * v_ "people" = M * v_ "כדור הארץ" #

#v_ "כדור הארץ" = v_ "אנשים" * m / M #

# (+) "=" + "אנשים" * (60 * 7 * 10 ^ 9 צבע (אדום) (ביטול) (צבע (שחור ("ק"ג"))) / (6.0 * 10 ^ (24) צבע (אדום) (ביטול (צבע (שחור) ("ק"ג")))) #

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

מהירות כדור הארץ תהיה קטנה יותר מזו של האנשים על ידי גורם #7 * 10^(-14)#.