Мне трудно понять основную центростремительную силу, простите меня. На земле, как она есть сейчас, если вы упадете со скалы, вы упадете ближе к ядру. Однако на цилиндрическом аттракционе в парке развлечений, поскольку он вращается быстрее, вы «приклеены» к стене центростремительной силой. Мой вопрос: прилагает ли вращающийся цилиндр силу, чтобы удерживать кого-то «приклеенным» как к внутренней, так и к внешней части? Если бы мы могли выдолбить Землю и прокатиться по внутренней части земной коры, как в парке развлечений, какая сила помешала бы нам упасть на ядро, которого нет на неполой Земле. (Думаю, необходимо указать, что необходимо будет внести необходимые коррективы, чтобы сохранить постоянную угловую скорость Земли, несмотря на ее выдолбление)
Ваша интуиция гравитации внутри выдолбленной земли кажется ошибочной. Гравитация внутри сферического тела исходит только от массы, которая находится «под» вами, поскольку масса над вами полностью компенсируется. Если вы находитесь внутри полой сферической оболочки, нет никакой чистой гравитационной силы , независимо от вашего положения (см. Теорему об оболочке ). Если вы находитесь внутри выдолбленной земли, вы находитесь в среде невесомости и не падаете ни в каком направлении.
Если бы вы были внутри выдолбленной земли с ненулевой скоростью, вы в конечном итоге ударились бы об одну из внутренних стен. Затем внутренняя стена будет нести вас по кругу, пока планета вращается, не позволяя вам лететь по прямолинейной траектории, которую вы бы имели в противном случае. Центростремительная сила в данном случае исходит от структурной целостности внутренней стенки земной оболочки, и гравитация не играет никакой роли. Эта ситуация функционально идентична вращающемуся аттракциону в парке развлечений — единственная сила исходит от стены, толкающей вас к центру.
Для человека, находящегося за пределами земной оболочки, центростремительная сила исходит от гравитации (при условии, что выдолбленная земля каким-то образом имеет такую же поверхностную гравитацию).
Вращающийся цилиндр не удерживает кого-то приклеенным к внешнему виду. Оно пытается сбить вас с толку.
Если бы Земля была полой и каким-то образом сохраняла структурную целостность, вы, вероятно, были бы сброшены с поверхности, поскольку гравитационное ускорение недостаточно для преодоления тангенциальной скорости, сообщаемой вам поверхностью под вашими ногами, волочащей вас при вращении. Как только поверхность тащит ваши ноги до достаточно высокой тангенциальной скорости, ваши ноги отрываются от земли, поскольку теперь вы просто следуете прямолинейному пути этой касательной от Земли, а не криволинейному пути, по которому следует земная поверхность при вращении.
Что касается нахождения внутри, поверхность под вашими ногами сообщает такую же тангенциальную скорость под вашими ногами, как если бы вы стояли снаружи. Разница здесь в том, что если вы продолжаете двигаться по этому прямому тангенциальному пути, вы в конечном итоге сталкиваетесь с большей поверхностью, поскольку она изогнута. Вращение планеты постоянно пытается отбросить вас по касательной наружу, но, поскольку вы находитесь внутри ее изогнутой поверхности, вы продолжаете ударять планету всякий раз, когда она пытается это сделать. Этот эффект не так силен, чем ближе вы подходите к оси вращения (т.е. ближе к полюсам).
Это обратная сторона (буквально): когда что-то движется по орбите так быстро, что вы продолжаете падать с края. Вместо того, чтобы упасть за край, вы продолжаете ударяться о планету.
Если бы мы предположили, что ваша полая Земля каким-то образом сохранила свою нынешнюю гравитацию, вы бы все равно упали, потому что гравитация была бы намного сильнее, чем фиктивная центробежная сила (технически тангенциальная скорость). На самом деле, немного поигравшись с уравнениями гравитации и центробежной силы, вы скоро обнаружите, что расстояние от Земли, на котором две силы равны, составляет около 36 000 км от поверхности или 43 000 км от ядра (при условии, что вы все еще каким-то образом связаны с Землей, чтобы воспользоваться ее вращением, через невероятно сильную башню и на экваторе, где вращение самое быстрое). Если ваша Земля не сохраняет свою гравитацию, то вас действительно будет толкать в сторону и вращать центробежной силой (тангенциальной скоростью), и вы сможете «кататься на ней», как на карусели, как вы предложили. Фактически,