世界の全人口が1つの場所に集まり、事前に決められた合図で、みんながジャンプしたとします。すべての人々が空中にいる間、地球は反対方向に勢いを増しますか?

世界の全人口が1つの場所に集まり、事前に決められた合図で、みんながジャンプしたとします。すべての人々が空中にいる間、地球は反対方向に勢いを増しますか?
Anonim

回答:

はい、地球の運動量は確実に変わるでしょう 人々が空中にいる間.

説明:

ご存じのとおり、 運動量保存の法則 総運動量は 変わらない のために クローズドシステム.

つまり、外部から隔離されているシステムを扱っているのであれば、外部から力が作用していないということです。つまり、2つのオブジェクトが衝突しても、 システムの総運動量.

の 総勢い これは単に衝突前の運動量と衝突後の運動量の和です。

さて、あなたが地球を閉鎖系にするならば、地球+人民システムの勢い 人々の跳躍は、地球の勢い 人々のシステムの力と等しくなければなりません。 全員が空中にいる間.

地球の視点からは、人々がいったん 水面に着地する 地球の運動量はそれと同じになるでしょう。 彼らはジャンプしました。

それでは、地球と人のシステムの初期の勢いはゼロだったとしましょう。

すべての人が同時にジャンプすると、ジャンパーの合計質量は #m#、速度があります #v_ "人"#、そして勢い #p_ "人"#.

これは、システムの全運動量、地球が保存されるために、質量について言おうということです。 #M#、速度が必要になります #v_ "地球"#そしてその勢いは 反対方向 人々のそれに。

#overbrace(0)^(色(青)( "ジャンプの前の運動量"))= overbrace(p_ "人" + p_ "地球")^(色(緑)( "ジャンプの後の運動量"))#

これは

#0 = m * v_ "人" - M * v_ "地球"#

マイナス記号は、地球の速度が人々の速度と反対の方向を向いていることを示すためにあります。

しかし、地球の質量と人々の質量の差は、この変化の勢いを非常に非常に小さくします。

それを説明するための簡単な計算。地球の質量を #6.0 * 10 ^(24) "kg"#。平均体重を # "60 kg"# 一人あたりとの合計 70億 人々、あなたが得るでしょう

#m * v_ "人" = M * v_ "地球"#

#v_ "地球" = v_ "人" * m / M#

#v_ "地球" = v_ "人" *(60 * 7 * 10 ^ 9色(赤)(キャンセル(色(黒)( "kg")))))/(6.0 * 10 ^(24)色(赤) (キャンセル(色(黒)( "kg"))))#

#v_ "地球" = 7.0 * 10 ^( - 14)* v_ "人"#

地球の速度は、人々の速度よりも1/2だけ小さくなります。 #7 * 10^(-14)#.