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如果从地球的一端到另一端打通一条隧道,一个人从一头掉下去会为什么会做简谐运动

来源:学生作业帮 编辑:作业帮 分类:物理作业 时间:2024/05/05 16:43:25
如果从地球的一端到另一端打通一条隧道,一个人从一头掉下去会为什么会做简谐运动
不考虑阻力,将地球作为一个完美的均匀球体,理论上会反复地从这一头运动到另一头,然后又从另一头以同样的运动方式运动回来.但是因为在地球内部不同位置,受到的合力并不是地球的对人重力(从微积分角度来看,在地心时,各处方迥的物质对人的引力是一样的,也就是说在地心时地球对人的作用力为0.在偏离地心的地方,会出现类似的效应,但是合力不为0).所以请注意不要以地心质点作为重力的施力物体来计算人受到的重力.引力公式在这里由于受力情况不同而不能直接使用.
但是即使以地心质点为施力物体,到地心的距离为半径来计算合力,所得到的结论就是:不是简谐运动,因为人受到的“回复力”与距离的平方成正比,而不是与距离成正比.
至于具体是不是简谐运动,就不是很清楚了,但是这样的运动有周期性
但是到达地心后因为惯性不会立即停止,还会一直向前运动,通过地心(平衡位置)后受到了与速度方向反向的作用力,做加速度变化的减速运动.(下落过程中失重,通过地心后会超重)