لنفترض أن جميع سكان العالم يتجمعون في مكان واحد ، وعند سبر الإشارة التي تم ترتيبها مسبق ا ، يقفز الجميع. في حين أن جميع الناس في الهواء ، هل تكتسب الأرض زخما في الاتجاه المعاكس؟

لنفترض أن جميع سكان العالم يتجمعون في مكان واحد ، وعند سبر الإشارة التي تم ترتيبها مسبق ا ، يقفز الجميع. في حين أن جميع الناس في الهواء ، هل تكتسب الأرض زخما في الاتجاه المعاكس؟
Anonim

إجابة:

نعم ، سوف يتغير بالتأكيد زخم الأرض بينما الناس في الهواء.

تفسير:

كما تعلمون ، فإن قانون الحفاظ على الزخم ينص على أن الزخم الكلي لم يتغير ل نظام مغلق.

هذا يعني أنك إذا كنت تتعامل مع نظام معزول عن الخارج ، مما يعني أنه لا يوجد لديك قوى خارجية تعمل عليه ، فإن التصادم بين كائنين سيؤدي دائم ا إلى الحفاظ على الزخم الكلي للنظام.

ال الزخم الكلي هو ببساطة مجموع الزخم قبل الاصطدام والزخم بعد الاصطدام.

الآن ، إذا أخذت الأرض لتكون نظام ا مغلق ا ، فعندئذ زخم نظام Earth + people قبل يجب أن يكون قفز الناس مساويا لزخم نظام الأرض + الناس بينما كل الناس في الهواء.

من منظور الأرض ، من المهم أن نفهم أنه بمجرد الناس الهبوط مرة أخرى على السطح ، سيكون زخم الأرض هو نفسه كما كان قبل قفزوا.

لذلك ، دعنا نفترض أن الزخم الأولي لنظام الأرض + الناس كان صفر ا.

إذا قفز جميع الناس في نفس الوقت ، فإن الكتلة المشتركة للاعبا ، # م #، سوف يكون لها سرعة #v_ "الشعب" #، وزخم #p_ "الشعب" #.

هذا يعني أنه من أجل الحفاظ على الزخم الكلي للنظام ، دعنا نقول عن الأرض # M #، سوف تحتاج إلى سرعة #v_ "الأرض" #، والزخم الموجه في الاتجاه المعاكس لذلك من الناس.

#overbrace (0) ^ (اللون (الأزرق) ("الزخم قبل القفزة")) = التجاوز (p_ "people" + p_ "Earth") ^ (اللون (الأخضر) ("الزخم بعد القفزة")) #

هذا يعادل

# 0 = m * v_ "الأشخاص" - M * v_ "الأرض" #

توجد علامة الطرح لإظهار أن سرعة الأرض موجهة في الاتجاه المعاكس لسرعة الناس.

ومع ذلك ، فإن الفرق بين كتلة الأرض وكتلة الناس سيجعل هذا التغيير في الزخم صغير ا جد ا جد ا.

عملية حسابية سريعة لتوضيح ذلك. لنأخذ كتلة الأرض لتكون # 6.0 * 10 ^ (24) "kg" #. على افتراض متوسط وزن # "60 كجم" # للشخص الواحد وما مجموعه 7000000000 الناس ، سوف تحصل عليه

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

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

#v_ "Earth" = v_ "people" * (60 * 7 * 10 ^ 9 لون (أحمر) (إلغاء (لون (أسود) ("كجم"))))) / (6.0 * 10 ^ (24) لون (أحمر) (إلغاء (اللون (الأسود) ("كغم")))) #

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

ستكون سرعة الأرض أصغر من سرعة الناس بعامل #7 * 10^(-14)#.