Hét vraag- en antwoordplatform van Nederland

"" STEL "" Als je een tunnel zou kunnen graven naar de andere kant van de wereld.

Als de tunnel, met een diameter van zeg maar 2m klaar is en te temp. is overal ongeveer 15 graden C, Laat ik een steen in het gat vallen. Blijft de steen dan in het midden zweven?

Verwijderde gebruiker
14 jaar geleden
rose
14 jaar geleden
Nee, de steen komt niet verder dan 10 meter. Want daar zit de groengeel gestreepte steenvreter. (dit betreft een grap uit de jaren zeventig)
rose
14 jaar geleden
Ik ben toch echt van mening dat het bovenstaande een antwoord is.

Heb je meer informatie nodig om de vraag te beantwoorden? Reageer dan hier.

Geef jouw antwoord

Het is niet mogelijk om je eigen vraag te beantwoorden Je mag slechts 1 keer antwoord geven op een vraag Je hebt vandaag al antwoorden gegeven. Morgen mag je opnieuw maximaal antwoorden geven.

/
Geef Antwoord
+
Selected image

Het beste antwoord

In principe zou de steen door de tunnel naar het midden van de aarde vallen. Daar aangekomen zou de steen zo'n snelheid hebben, dat hij zou doorschieten.

Als we uitgaan van een vacuum gezogen tunnel, zal de steen doorschieten tot aan het andere einde van de tunnel. Daar zou hij tot stilstand komen, om daarna weer terug te vallen naar het middelpunt van de aarde. Maar daar zou hij opnieuw zo'n hoge snelheid hebben, dat hij zou doorschieten tot het beginpunt, waar jij hem hebt losgelaten.

Als jij door een glazen plaat in de tunnel zou kunnen kijken, zou je na een kleine anderhalf uur de steen terug zien komen.

Deze heen-en-weergaande beweging zou eeuwig doorgaan.

Wanneer er lucht in de tunnel zit, zal die de steen afremmen. De steen zal dan ofwel verbranden van de wrijvingshitte, of, als dat niet gebeurt, bij elke doorgang een stukje minder ver doorschieten. Uiteindelijk, na heel veel keer heen en weer te zijn gevallen, zou hij in het midden van de tunnel tot stilstand komen.

Dit alles geldt alleen als de tunnelwand wrijvingsloos is. Je moet namelijk ook nog rekening houden met een soort corioliskracht, die de steen tegen de wand van de tunnel zal duwen. Dit gebeurt zowel tijdens de val, als tijdens het doorschieten naar de andere kant.

Bij een normale tunnelwand zal de wrijving tussen wand en steen groot genoeg zijn om de steen flink af te remmen. Het doorschiet-effect zal daardoor niet eens optreden: de steen komt al ruim voor het middelpunt van de aarde tot bijna-stilstand, en zal vanaf dat moment met heel lage snelheid langs de wand van de tunnel naar het midden glijden.
(Lees meer...)
Cryofiel
14 jaar geleden
AWM
14 jaar geleden
Goed verhaal. Vraagje: hoe heb je die anderhalf uur berekend?
Verwijderde gebruiker
14 jaar geleden
Correct verhaal.
Wel wordt de zwaartekracht minder naarmate je dieper komt omdat een groter deel van de massa van de aarde zich "boven" de steen bevindt. Heet worden door luchtwrijving zal de steen niet worden. De snelheid blijft te laag door diezelfde wrijving. De warmte wordt afgestaan aan de lucht. Slechts objecten die van buiten de dampkring met veel hogere snelheden de dampkring binnen komen kunnen wel zo heet worden dat ze uit elkaar vallen. Die worden sneller heet dan dat ze energie kunnen afstaan aan de lucht.
Verwijderde gebruiker
14 jaar geleden
Als dit verhaal klopt, dan hebben we het energie probleem opgelost!! Nu nog even die tunnel graven :))
Cryofiel
14 jaar geleden
@Antwoordman, die anderhalf uur geldt bij een wrijvingsloze beweging wanneer de aarde stilstaat. In feite heb je dan een ondergrondse satelliet gemaakt met een extreem elliptische omloopbaan. De laagste satellieten hebben een omlooptijd van ongeveer 90 minuten. De omlooptijd wordt kleiner naarmate de baan lager is. De steen heeft een erg lage omloopbaan, en zal dus net iets sneller dan die 90 minuten rond zijn. Geen berekening dus, maar een ruwe indicatie. @reinier, als er lucht in de tunnel staat, zal de luchtdruk in het midden heel groot worden. Ik geef toe dat ik het niet heb doorgerekend, maar een hoge luchtdruk betekent meer wrijving. @Hakunamatata, hoezo hebben we het energieprobleem hiermee opgelost?
Verwijderde gebruiker
14 jaar geleden
@Cryofiel met een oneindige beweging zou je toch energie af kunnen tappen? #opdeeenofanderemanier
rose
14 jaar geleden
Nee, Haku, die oneindige beweging is er juist omdat er geen energie wordt afgetapt (via bijvoorbeeld wrijving).
Verwijderde gebruiker
14 jaar geleden
tsja heb je dat weer..........
AWM
14 jaar geleden
Ik ga nog even die tijd doorrekenen.
Maar de steen gaat die snelheden niet halen, de aarde draait en de steen zou voortdurend tegen de wanden van de tunnel ketsen door de Corioliskracht.
AWM
14 jaar geleden
Ja, 42 minuten heen en weer 42 minuten terug.
Maar niet heus, dankzij de Corioliskrachten dus....
Cryofiel
14 jaar geleden
Klopt, mijn "kleine 90 minuten" waren berekend voor het geval er geen corioliskracht aanwezig is - die heb ik pas later geïntroduceerd. Volgens jou zijn het dus 84 minuten - dan zat ik dus niet zo slecht met mijn schatting.
Cryofiel
14 jaar geleden
Wat jij noemt, is wat ik de corioliskracht noem. Daardoor zal inderdaad de steen tegen de wand van de tunnel schuren.
Verwijderde gebruiker
14 jaar geleden
Is het in het kort uit te leggen hoe jullie dit berekenen? Ik ben een leek op dit gebied maar wel erg nieuwsgierig...

Andere antwoorden (4)

Als je precies door het zwaartepunt van de aarde graaft zou je denken van wel, alleen verandert dat punt steeds door o.a. eb en vloed.
Ik denk dat je steen langs de wanden van je tunnel zou blijven rollen en af en toe even zweeft.

probeer het eens. ;-)
(Lees meer...)
Verwijderde gebruiker
14 jaar geleden
Verwijderde gebruiker
14 jaar geleden
Ik had niet aan eb en vloed gedacht. Heeft dat dan ook invloed op grote diepte? Ik dacht dat dat alleen aan de oppervlakte aanwezig was. Aantrekkings kracht vd maan toch?
AWM
14 jaar geleden
Eb en vloed worden veroorzaakt door de maan en de zon, en hebben een verwaarloosbare invloed op de zwaartekracht in het midden van de aarde.
Verwijderde gebruiker
14 jaar geleden
Bij een tunnel met kleine diameter (2 meter) is die invloed niet te verwaarlozen. Als je in het midden van de aarde bent, dan is er geen zwaartekracht. (als de aarde een perfecte bol zou zijn)
Als er op die bol iets veranderd: een grote massa water stroomt naar een kant, dan wordt je door die massa aangetrokken. het verschil tussen geen zwartekracht en een klein beetje is het verschil tussen zweven en "blijven plakken" Ik maakte echter wel een denkfout:
bij eb en vloed stroomt het water niet naar een kant, maar naar 2 en dan heeft het weer geen invloed.
http://www.nationale-parken.nl/schiermonnikoog/pag32.html Blijft er nog wel het punt van de invloed van de maan en in mindere mate de zon.
Zwaartekracht is een groter mysterie dan welke ook. Logisch zou zijn dat centrifugaal-krachten een steen naar buiten willen drukken. Toch is er een vector groter die naar het centrum van de aarde wijst en groter is dan de centrifugaal kracht.

Atomaire adhesie zou de verklaring moeten zijn, maar deze theorie laakt ook aantrekkingskracht van de aarde op bijv. de maan en wederzijds, terwijl deze door een vacuum gescheiden zijn en er geen substantiele atomaire invulling is tussen deze twee hemellichamen.

Een perpetuum mobile zal het iig nooit worden omdat vectortechniek krachten zal ontnemen die uiteindelijk zullen leiden tot een snelheid die hyperbolisch naar 0 zal gaan. De vraag dan is hoe lang dit zal duren.

Toegevoegd na 17 minuten:
@ cryofiel: Het antwoord wat je geeft is zeer goed, rekening houdend met alle factoren. Je bent er zelfs 1 vergeten. Dit experiment kan alleen maar als het door de exacte as van het draaipunt van de aarde gaat. Wanneer dit over de evenaar zou plaats vinden dan zorgt de aardrotatie voor een botsing op de zijwanden binnen telbare meters.
En dan nog is onze aardas verre van stabiel. Uit mijn blote hoofd duurt de cyclus van de aardasrotatie 54 jaar. De ashoek ligt in mijn beste mening tussen 20 en 28 graden. Momenteel zitten we op 23,45 graden. Dit betekent dat zelfs de rechte lijn tussen noord- en zuidpool veranderlijk is

Alle vectoren hebben invloed, hoe klein ook.
(Lees meer...)
Verwijderde gebruiker
14 jaar geleden
Nee hij blijft versnellen tot hij het middelpunt passeert! dan begint hij af te remmen! Tot zijn exit punt! naar ik begrepen heb duurt dit ten alle tijden 42 minuten van ingang tot exit! Dit thema wordt regelmatig besproken op ngc! Houd het in de gaten komt vast weer eens op de buis!
(Lees meer...)
Verwijderde gebruiker
14 jaar geleden
Als je zo eenvoudig """ STELT """ een gat te kunnen graven dwars door de aarde, dan ga ik er even vanuit dat alle factoren ideal of null zijn.
In dat geval zou de steen aan de overkant op exact de zelfde hoogte t.o.v. het aardoppervlak tot stilstandkomen en zijn weg weer terug gaan. Als je gelijktijdig van beide zijden een gelijke steen laat vallen, vallen ze naar elkaar toe tot ze tegen elkaar blijven kleven door het laatste beetje aantrekkingskracht.
(Lees meer...)
Verwijderde gebruiker
14 jaar geleden
Deel jouw antwoord

Het is niet mogelijk om je eigen vraag te beantwoorden Je mag slechts 1 keer antwoord geven op een vraag Je hebt vandaag al antwoorden gegeven. Morgen mag je opnieuw maximaal antwoorden geven.

/
Geef Antwoord
+
Selected image