地球正中心点的压力是零还是无穷大?

mcz107436431


先说结论,地球中心的压力既不是零,也不是无穷大,而是非常大。但如果你能在地心开辟出一个空间的话,你会发现这个位于地球中心的空间重力为零,也就是说你在地心是可以像空间站上一样处于失重状态。

首先,地球中心的压力不可能是无穷大,如果是无穷大的话,地球早就在这无穷大的压力下坍缩成黑洞了。

再说说地心压力为什么不是零。有些人认为地心压力为零,是因为处于地球中心,来自各个方向的压力是相互抵消的。怎么说呢,用中学学的物理来说吧,作用在物体上的合力可以为零,但这种合力为零可以让受力物体的状态与其不受力时一样,静止或者匀速运动,要注意的是,状态一样不代表不受力。作用在物体上的力是不会消失的,是实实在在的,你可以简单想象一下,在你两侧两个壮汉挤压你,只要你不被压扁,你是能实实在在感受到力的存在,只不过此时你看起来和旁边没人静止时的状态一样(考虑你是一个刚性物体,无弹性)。

地球内部的压力是随着深度增加而增大,这和你潜水感受到水的压力变化是一个道理。那么地球中心的压力到底有多大呢?先看一下地球内部的基本构造:

地球质量约为5.97×10^24千克,这个数值可以通过地球对地表的物体产生的引力来计算,再看看地核,地核的体积不算大,只占整个地球体积的16.2%(也不小了,比火星还大),但质量却达到了地球总质量的31.5%,约为1.88×10^24千克,之所以有这样的反差,目前的研究是认为地核的密度很高,其中大部分物质含有铁元素,这些铁元素在46亿年前地球形成初期,在重力以及高温高压的作用下,变成熔融态的液态铁,逐渐透过地下的硅酸盐的岩石区域,经过几百万年的时间,最终下沉到了地球的地核中,并且,地核中除了大量的铁元素外,还可能含有一定数量的金属镍,因为铁与镍的合金在地震波探测的结果与模拟地震的表现相吻合。依据已有的模型计算,在外地核部分,压力已达136万个大气压,到了核心部分已经增加到约360万个大气压了。在这样的压力下,最坚硬的金刚石都会变得像黄油那样柔软。

最后说一下地球中心重力为零的情况,如果你有一艘可以承受巨大压力与高温的“地船”,能够“飞”到地球中心,你会发现,越接近地心,你能感受到的重力越小,等到了地球中心后,就已经是失重状态了,在外人看来是分辨不出你在地心还是在外太空的。我们在地球表面上定义物体受到的重力实际是地球对物体的引力与物体随地球转动产生的离心力的一个合力,并且这个合力是指向地心的。而在地球中心,受到的引力是全方向的,全部抵消了,也没有了离心作用,所以在这里你也可以飞来飞去。当然,前提是你得有一个足以保护你不被巨大压力压消失的坚固的“地船”。有关地心的描写,建议可以看看刘慈欣早年写的一本小说——《带上她的眼睛》。


清明的星空


在对地球内的压力分布进行任何评估之前,物理科学已经取得了许多进展。 牛顿的引力定律为这次冒险提供了基石。两个物体之间的引力(根据牛顿)与两个质量的乘积成正比,与它们中心之间距离的平方成反比,或者

F〜M1M2/R2

用常量写,这个表达式变成了

F = Gm1m2/R2

常数G必须通过实验确定; 它无法计算。有科学家得到了G的值

G =6.7×10的-11次方 Nm2/KG2

对G的评估促使通过表达式d=me/ve测量地球质量,并因此测量其密度。 地球密度值约为5497千克/立方米。

如地球物理学中的许多概念一样,地球内的密度分布正在通过间接手段进行研究。 特别有价值的是地震波传播的研究。横波和纵波(分别为横波和纵波)的行为因其传播介质的不同而不同。横波的一个特点是它们不能通过液体和气体,而纵波可以。实验结果表明,在2900 km左右的深度,观测到横波运动;该区域的物质显然具有足够的刚性来允许这种运动。在2900 km深度之外,没有观测到纵波的运动,这就导致了2900 km深度之外的空间充满了液体的假设。有相当多的证据表明,这个液态区域主要由铁构成,这是迄今为止地球上最常见的致密物质。由于重力产生的巨大压力,地核可能被挤压成固体,但高温(据估计约为2000摄氏度)可能融化了铁。

通过对地震波密度分布形式的研究,建立了一个假设的地球内部压力分布模型。在中心,压力大约是380 GPa(380亿帕斯卡)。


科学先驰


准确计算地球中心点的压力,需要积分。

地球中心的引力是0。但是压力绝对不是0。地球中心的上面压着厚厚的岩石层,还有铁和镍做的地核。



准确计算地心中间的压力。要把计算点上方的单位体积物质的引力重量沿着地球半径作积分,一直算到地表。

而且地球每一层的密度都不一样,算起来超麻烦。

简单计算可以精确到数量级。

给出一个简单的计算方法,是属于偷懒的方法,只能做到数量级上的精确。地球1/2的半径乘以地球的平均密度,计算结果是170万个大气压左右。

据说钻石就是在这种压力的情况下形成的。170万个大气压相当于每平方厘米承受1700吨的压力。



地球内部的压力可以模拟一下。

在四川德阳有我们国家最大的模锻压机,压力8万吨。如果有德阳附近的可以拿一块石墨去压,压了以后就会变成钻石。


华笺流香


地球中心点的压力不为0,也不是无穷大。1.如果地球是全固态,中心点的压力可以很大,也可以是0,通常情况下,中心点受到四周压力变得很大,但把把中心点的物质挖去后,四周的压力互相持撑,中心挖空点的压力变为0,如果把挖出来的物质轻轻装回去,它的压力扔接近于0。如果加压力装回去,它会表现出不同的压力。挖地洞可以证明。房子开窗户可以证明。柱子下面的砖块受到很大压力,如果把中心的一块除去,填入松土,松土不会受到柱子的压力。2.地球内部深处是液态,中心点的压力不是无穷大,也不是0,但也不能简单地按公式计算出来。因为离地心越近物体失重越大。或者可以把地球分成两个互相吸引的半球来计算,相互间距离是地球半径,质量是两个半个地球。3.问题又来了,地壳是固态的,互相持撑对地心不起压力作用。还有地球是自转的,离心力减少了对地心的压力。像生产水泥电杆,用旋转的方法靠离心力生产空心电杆。要准确算出地球中心点的压力是很困难的。


cx1944


假设地球是个均质正球体且不考虑自转和公转各自产生的向心力,此题可以简化成:分析一个均质球体质心物质的受力情况。

可以做这样一个假设:此球体(简称为大球)有一个通过质心贯穿的竖井,放一个小球在一端井口落下。

在井口时受到组成整个大球物质的万有引力的合力,因为大球为均质球体,球心与质心重合,此时小球受力可以简化是两球质心之间的万有引力,方向指向大球质心,小球会向着大球质心方向掉落,也就是我们平常所能看到的物体竖直向下掉落。

小球掉落到大球质心与井口之间的任意一点时,因为小球会受到大球各个方向的引力,不能简单将大球视作一个仅有质心的点,但因为大球为均质球体,小球在垂直于竖井方向的力的分力会相互抵消,所以小球所受到的合力方向不变,会继续竖直下落而不会发生方向的改变。随着小球的越来越接近大球质心,因为小球侧上方大球物质越来越多而大球质心方向的物质越来越少造成小球所受到的指向大球质心的合力越来越小。

当小球到达大球质心时,所受到的来自大球各个方向的物质的万有引力相互抵消,此时小球受力的合力为零。

最后再将小球视作和大球一样的物质,等同于大球是由无数个小球组成,那么小球在大球质心所受的压力应该等于从井口到大球质心这条直线上的所有的小球的合力的总和,也就是从零到两球万有引力的积分。

现在来回答题主的问题,在地球的质心物体受到的合力为零,压力等于零到地表重力的地球半径积分,不是无穷大。

全篇手机完成,不方便画图和公式推导,我也是闲的没谁了😂😂😂😂。


普朗克常量


地球内部是一个高温高压的状态。

一个很简单的理解方法:整个地球的东西,都受到地心的重力,也就是说,整个地球的重量都向地心压下去。

这样想就明白地心的压力肯定不会为0,也不可能是无穷大。

因为虽然全球的重量都压向地心,但地球重量毕竟还是有效的,那压力就不可能无穷大。

即便是太阳质量那么大,内部的压力也是有限的。

无穷大的压力,除非也有无穷大的质量压着吧。

小编只能想到一个地方压力是无穷大的,就是宇宙大爆炸的奇点。

这个点质量无穷大,体积却无穷小,那内部的压力肯定是无穷大。

一些理论认为我们处在三维世界,是不可能有这样的点的,这些理论认为宇宙奇点是四维空间点而不是三维空间点。





指尖科技说



杜慎成1


怎么能是零呢?四面八方都往那压啊!是有穷大!


宣宏宇


一个苹果,你说是表皮的压力大还是果核压力大呢?



明明白白我的心76037782


回答这个问题,首先要定义一下,地球正中心点压力的方向,应该说,来自地球正中心点各个方向的压力形成的合力,趋向于等于零。而地球正中心点的任意一个方向的压力,是从该方向上,地球中心点到地球地表所有物质重力形成的压力,应该说非常大,但绝不是无穷大。


分享到:


相關文章: