Anta at hele befolkningen i verden samles på ett sted, og når et prearrangert signal høres, hopper alle opp. Mens hele folket er i luften, får jorden momentum i motsatt retning?

Anta at hele befolkningen i verden samles på ett sted, og når et prearrangert signal høres, hopper alle opp. Mens hele folket er i luften, får jorden momentum i motsatt retning?
Anonim

Svar:

Ja, jordens momentum vil helt sikkert forandre seg mens folk er i luften.

Forklaring:

Som du vet, Lov om bevaring av fart sier at total momentum endres ikke for en lukket system.

Det vil si at hvis du arbeider med et system som er isolert fra utsiden, noe som betyr at du ikke får noen eksterne krefter som virker på det, vil en sammenheng mellom to objekter alltid resultere i bevaring av total fart i systemet.

De totalt momentum er bare summen av momentumet før kollisjonen og momentet etter kollisjonen.

Nå, hvis du tar jorden til å være et lukket system, så er momentet til Earth + people systemet før folkene hopper må være lik fart i jord + folkesystemet mens alle mennesker er i luften.

Fra jordens perspektiv er det viktig å forstå det en gang folket lande tilbake på overflaten, vil jordens momentum være det samme som det var før de hoppet.

Så, la oss anta at den første momentum i Earth + people-systemet var null.

Hvis alle menneskene hopper på samme tid, så er den samlede massen av jumpers, # M #, vil ha en hastighet #v_ "folk" #, og et momentum av #p_ "folk" #.

Dette betyr at for at hele systemets momentum skal bevares, la jorden si om masse # M #, må ha en hastighet #v_ "Earth" #, og en momentum orientert i motsatt retning til det av folket.

#overbrace (0) ^ (farge (blå) ("momentum før hoppet")) = overbrace (p_ "folk" + p_ "Earth") ^ (farge (grønn)

Dette tilsvarer

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

Minustegnet er der for å vise at Jordens hastighet er orientert i motsatt retning til folkets.

Men forskjellen mellom jordens masse og folks masse vil gjøre denne forandringen i momentum veldig, veldig, veldig liten.

En rask beregning for å illustrere det. La oss ta jordens masse til å være # 6,0 * 10 ^ (24) "kg" #. Anta en gjennomsnittlig vekt på # "60 kg" # per person og totalt 7 milliarder kroner folk, du vil få

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

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

#v_ "Earth" = v_ "people" * (60 * 7 * 10 ^ 9color (rød) (avbryt (farge (svart) (avbryte (farge (sort) ("kg")))) #

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

Jordens hastighet vil være mindre enn den for folket med en faktor #7 * 10^(-14)#.