Trenul gravitațional
Un tren gravitațional este un mijloc de transport ipotetic cu funcția de a călători între două puncte ale unei sfere , călătorind printr-un tunel drept care leagă cele două puncte care trec direct din interiorul sferei.
Într-un corp de dimensiuni planetare , acest tren ar putea fi accelerat folosind singura gravitația (adică „căzând”), întrucât, în prima jumătate a călătoriei (de la început la centrul exact al frânghiei ), l-ar împinge la coborâre înălțime de la centrul de greutate. În timpul călătoriei rămase, accelerația își asumă direcția opusă celei a călătoriei, dar (lăsând deoparte disiparea prin frecare ) viteza asumată ar fi suficientă pentru a face trenul să ajungă la suprafață (unde ar ajunge la viteza zero).
În realitate, două motive principale împiedică existența acestor trenuri. Calea propusă ar străpunge mantaua Pământului , traversând o zonă în care rocile sunt fluide. Nu există materiale disponibile care să reziste acestor condiții de presiune și temperatură. În al doilea rând, frecarea nu ar fi neglijabilă, deși pierderea de energie mecanică prin frecare poate fi redusă prin utilizarea trenurilor de levitație magnetică . În orice caz, cu excepția cazului în care tot aerul este expulzat din tunel, disiparea prin frecare cu aerul ar crește odată cu pătratul vitezei, iar eliminarea aerului ar costa în schimb o putere suplimentară. Conceptul ar putea avea aplicare pe Lună , neavând atmosferă și (poate) nici măcar magme.
Un tren gravitațional este versiunea extremă a unui roller coaster , cu o singură întindere în jos, urmată de una în sus. Cu alte cuvinte, un oscilator armonic .
Originile conceptului
În secolul al XVII-lea , omul de știință britanic Robert Hooke , într-o scrisoare către Isaac Newton, a expus ideea accelerării unui obiect în interiorul globului. Un proiect a fost de fapt prezentat Academiei de Științe din Paris în secolul al XIX-lea . Ideea a fost redescoperită în anii șaizeci .
Considerații matematice
Există câteva particularități interesante ale trenului gravitațional.
- Având în vedere o planetă, fiecare tren gravitațional care călătorește în interiorul său ar avea același timp de călătorie (indiferent de locația stațiilor de plecare și de sosire). Pentru Pământ , de data aceasta este de 42'12 ".
- Acest timp este o funcție doar a densității planetei și a constantei gravitaționale .
- Viteza maximă este atinsă în mijlocul traiectoriei. Trecând exact prin centrul Pământului, valorează 7.900 m / s .
linkuri externe
- ( EN ) Descrierea modelului: tren gravitațional și soluție matematică ( Universitatea Purdue ).
- ( RO ) Uimitoarea diapozitivă gravitațională de 42 de minute , de la Ghidul autostopistului către site-ul Galaxy .
