Gravitationståg

Ett gravitationståg  är ett teoretiskt transportmedel utformat för att färdas mellan två punkter på ytan av ett sfäriskt föremål med hjälp av en direkt tunnel som går direkt från en punkt till en annan genom samma föremål.

I en stor kropp som en planet kunde detta tåg drivas med enbart gravitationen .

Uppgifter

I verkligheten finns det två anledningar till varför gravitationståg inte existerar. Den första är att inga för närvarande kända material är kapabla att motstå den mycket höga temperaturen och trycket i jordens inre . Det andra problemet är friktion. Problemet med rullfriktion skulle kunna lösas med maglev . Men om all luft inte pumpas ut ur tunneln uppstår problemet med luftmotstånd . Att lösa detta problem kräver ytterligare lösningar och kapacitet.

Tyngdkraftståget kan ses som någon sorts extrem version av en berg-och dalbana .

En mer realistisk implementering av ett sådant koncept är att bygga en tunnel som inte sträcker sig utanför jordskorpan. Sedan, när den första kosmiska hastigheten uppnås , blir vakuumtåget gravitationståget . Magneternas maximala energi kommer att krävas för att ge tåget den hastighet som krävs. När den når den kommer kompositionen att "falla" över horisonten längs en ballistisk bana som en konstgjord satellit , och energi kommer bara att krävas för att stabilisera och övervinna det kvarvarande luftmotståndet i vakuumtunneln.

Begreppets ursprung

På 1600-talet introducerade den brittiske vetenskapsmannen Robert Hooke , i ett brev till Isaac Newton , idén om att accelerera ett objekt på en planet. Tyngdkraftstågsprojektet presenterades för Paris Academy of Sciences på 1800-talet. Idén återupptäcktes på 1960-talet när fysikern Paul Cooper publicerade en artikel i American Journal of Physics [1] .

I kulturen

• År 1902, en broschyr av A. A. Rodnykh ”Scooter underground railway between St. Petersburg and Moscow. En fantastisk roman hittills i tre kapitel, och även de ofärdiga.
• Principen för gravitationsvägen beskrivs i boken "Entertaining Physics" av Ya. I. Perelman
• I Starchild-trilogins universum av Jack Williamson och Paul Frederick finns det subtåg, vars nätverk cirklade runt hela planeten:

Den enorma sfären började röra sig helt tyst och mjukt. De kände ingen knuff, men började genast känna en ovanlig lätthet. Det var det speciella med att resa med subtåg. Tåget rasade snabbt längs ackordet från en punkt till en annan, och på långdistanssträckor nådde tunnelns djup tusen mil från ytan. Efter att ha gett tåget en initial acceleration liknade den första halvan av resan ett fall i kabinen i en skottsäker hiss.

• I Jasper Ffordes torsdagsserie med romaner Nonetote .
• I romanen av Evgeny Gulyakovsky "The Season of Mists"

• I filmen Total Recall från 2012 visas SKAT- hissen som förbinder Europa (United British Federation) och Australien (Colony). Invånare i kolonin anländer till OBF dagligen för arbete och kommer tillbaka på kvällen.
• I K. Bulychevs cykel om Alisa Selezneva nämns "Krimtunnelbanan", som verkar på en liknande princip, liksom den direkta tunnelbanelinjen Warszawa - New York.

Matematiska beräkningar

Några fakta om gravitationståget:

• Restiden för alla gravitationståg som rör sig i en rak linje utan friktion på den valda planeten kommer att vara densamma oavsett ingångspunkt och utgångspunkt. För jorden skulle denna tid vara lika med 2530,30 sekunder (nästan 42,2 minuter) om det vore en perfekt boll [2] .
• Restiden beror bara på planetens densitet .
• Maxhastigheten uppnås mitt under resan. För ett tåg som går direkt genom jordens centrum är denna maximala hastighet cirka 7 900 meter per sekund (28 440 km/h, Mach 23 ).
• Med ett avstånd mellan Moskva och Vladivostok längs en vakuumtunnel i jordskorpan, cirka 6400 km, en hastighet på cirka 8 km/s och överbelastningar under acceleration och retardation på 4g, kommer resan att ta 16 min 40 s (1000 s) .

Se även

• Brachistochrone
• vakuum tåg
• Maglev

Anteckningar

1. ↑ Till överallt på 42 minuter (nedlänk) . Hämtad 13 maj 2009. Arkiverad från originalet 4 november 2006.  (obestämd)   (Engelsk)
2. ↑ Gravity Train Project Arkiverad 2 september 2009 på Wayback Machine 

Länkar

•  Gravity Express
• Konceptbeskrivning: Tyngdkraftståg och matematisk lösning ( Purdue University ). (Engelsk)
• The Amazing 42-Minute Gravity Sled  , på Hitch-Hiker's Guide to the Galaxy .