สมมติว่าประชากรทั้งหมดของโลกรวมตัวกันในที่เดียวและเมื่อมีเสียงสัญญาณที่จัดแจงไว้ล่วงหน้าทุกคนก็กระโดดขึ้น ในขณะที่ทุกคนอยู่ในอากาศโลกได้รับแรงผลักดันในทิศทางตรงกันข้ามหรือไม่?

สมมติว่าประชากรทั้งหมดของโลกรวมตัวกันในที่เดียวและเมื่อมีเสียงสัญญาณที่จัดแจงไว้ล่วงหน้าทุกคนก็กระโดดขึ้น ในขณะที่ทุกคนอยู่ในอากาศโลกได้รับแรงผลักดันในทิศทางตรงกันข้ามหรือไม่?
Anonim

ตอบ:

ใช่แรงผลักดันของโลกจะเปลี่ยนไปอย่างแน่นอน ในขณะที่ผู้คนอยู่ในอากาศ.

คำอธิบาย:

อย่างที่คุณรู้ กฎหมายการอนุรักษ์โมเมนตัม ระบุว่าโมเมนตัมทั้งหมด ไม่เปลี่ยนแปลง สำหรับ ระบบปิด.

กล่าวคือหากคุณกำลังจัดการกับระบบที่แยกตัวออกจากภายนอกซึ่งหมายความว่าคุณไม่ได้รับแรงภายนอกกระทำการนั้นการชนกันระหว่างวัตถุสองชิ้นจะส่งผลให้เกิดการอนุรักษ์ โมเมนตัมทั้งหมดของระบบ.

โมเมนตัมทั้งหมด เป็นเพียงผลรวมของโมเมนตัมก่อนการชนและโมเมนตัมหลังการชน

ทีนี้ถ้าคุณทำให้ Earth เป็นระบบปิดดังนั้นแรงผลักดันของระบบ Earth + people ก่อน คนที่กระโดดจะต้องเท่ากับโมเมนตัมของระบบ Earth + people ในขณะที่ทุกคนอยู่ในอากาศ.

จากมุมมองของโลกมันเป็นสิ่งสำคัญที่จะเข้าใจว่าเมื่อผู้คน กลับที่ดินบนพื้นผิว โมเมนตัมของโลกจะเหมือนเดิม ก่อน พวกเขากระโดด

ดังนั้นสมมติว่าโมเมนตัมเริ่มต้นของระบบ Earth + People เป็นศูนย์

ถ้าทุกคนกระโดดในเวลาเดียวกันถ้ารวมกันของจัมเปอร์ # ม #จะมีความเร็ว #v_ "คน" #และโมเมนตัมของ #p_ "คน" #.

ซึ่งหมายความว่าเพื่อให้โมเมนตัมทั้งหมดของระบบได้รับการอนุรักษ์โลกก็คือมวล # M #จะต้องมีความเร็ว #v_ "โลก" #และโมเมนตัมเชิงใน ทิศทางตรงกันข้าม เพื่อที่ของคน

#overbrace (0) ^ (สี (สีน้ำเงิน) ("โมเมนตัมก่อนที่จะกระโดด")) = overbrace (p_ "คน" + p_ "โลก") ^ (สี (สีเขียว) ("โมเมนตัมหลังกระโดด")) #

สิ่งนี้เทียบเท่า

# 0 = m * v_ "คน" - M * v_ "โลก" #

เครื่องหมายลบจะอยู่ที่นั่นเพื่อแสดงว่าความเร็วของโลกนั้นอยู่ในทิศทางตรงกันข้ามกับของคน

อย่างไรก็ตามความแตกต่างระหว่างมวลของโลกและของผู้คนจะทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงในโมเมนตัมนี้มากน้อยมาก

การคำนวณอย่างรวดเร็วเพื่อแสดงให้เห็นว่า เราจะนำมวลของโลกมาเป็น # 6.0 * 10 ^ (24) "kg" #. สมมติว่าน้ำหนักเฉลี่ยอยู่ที่ # "60 กก." # ต่อคนและรวม 7 พันล้าน ผู้คนคุณจะได้รับ

#m * v_ "people" = M * v_ "Earth" #

#v_ "Earth" = v_ "คน" * m / M #

#v_ "Earth" = v_ "คน" * (60 * 7 * 10 ^ 9 สี (สีแดง) (ยกเลิก (สี (สีดำ) ("กิโลกรัม")))) / (6.0 * 10 ^ (24) สี (สีแดง) (ยกเลิก (สี (สีดำ) ("กก.")))) #

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

ความเร็วของโลกจะมีขนาดเล็กกว่าของคนโดยปัจจัย #7 * 10^(-14)#.