Předpokládejme, že se celá populace světa shromažďuje na jednom místě a při ozvučení předem připraveného signálu všichni vyskočí. Zatímco všichni lidé jsou ve vzduchu, Země získává hybnost v opačném směru?

Předpokládejme, že se celá populace světa shromažďuje na jednom místě a při ozvučení předem připraveného signálu všichni vyskočí. Zatímco všichni lidé jsou ve vzduchu, Země získává hybnost v opačném směru?
Anonim

Odpovědět:

Ano, hybnost Země se jistě změní zatímco lidé jsou ve vzduchu.

Vysvětlení:

Jak víte, Zákon zachování hybnosti uvádí, že celková hybnost se nemění pro uzavřený systém.

To znamená, že pokud máte co do činění se systémem, který je izolován z vnějšku, což znamená, že na něj nepůsobíte žádné vnější síly, pak kolize mezi dvěma objekty bude mít vždy za následek zachování celková hybnost systému.

celková hybnost je jednoduše součtem hybnosti před srážkou a hybnosti po srážce.

Teď, když vezmete Zemi za uzavřený systém, pak hybnost systému Země + lidé před skok lidí musí být roven hybnosti systému Země + lidé zatímco všichni lidé jsou ve vzduchu.

Z pohledu Země je důležité pochopit, že jakmile lidé přistát na povrchu, hybnost Země bude stejná jako byla před skočili.

Předpokládejme tedy, že počáteční hybnost systému Země + lidé byla nulová.

Pokud všichni lidé skočí ve stejnou dobu, pak se spojí hmotnost můstků, # m #, bude mít rychlost #v_ "people" #a hybnost #p_ "people" #.

To znamená, že aby se zachovala celková hybnost systému, řekněme hmoty # M #, bude muset mít rychlost #v_ "Země" #a hybnost orientovaná na opačný směr k lidem.

#overbrace (0) ^ (barva (modrá) ("hybnost před skokem")) = overbrace (p_ "lidé" + p_ "Země") ^ (barva (zelená) ("hybnost po skoku")) #

To je ekvivalentní

# 0 = m * v_ "lidé" - M * v_ "Země" #

Znaménko mínus ukazuje, že rychlost Země je orientována v opačném směru než je rychlost lidí.

Rozdíl mezi hmotností Země a hmotností lidí však tuto změnu hybnosti velmi, velmi, velmi malou.

Rychlý výpočet pro ilustraci. Vezměme hmotnost Země, která má být # 6.0 * 10 ^ (24) "kg" #. Za předpokladu průměrné hmotnosti # "60 kg" # na osobu a celkem 7 miliard lidi, měli byste

#m * v_ "people" = M * v_ "Země" #

#v_ "Země" = v_ "lidé" * m / M #

#v_ "Země" = v_ "lidé" * (60 * 7 * 10 ^ 9barevný (červený) (zrušit (barva (černá) ("kg"))) / (barva 6,0 * 10 ^ (24) (červená) (zrušit (barva (černá) ("kg")))) # #

#v_ "Země" = 7.0 * 10 ^ (- 14) * v_ "lidí" #

Rychlost Země bude menší než rychlost lidí #7 * 10^(-14)#.