چاه بی انتها

ما هنوز از آنچه در اعماق زمین روی می دهد اطلاعات بسیار کمی داریم برخی اعتقاد دارند که در زیر قشر جامد روی زمین به ضخامت ۱۰۰ کیلومتر توده مایع مذابی وجود دارد و برخی دیگر فکر می‌کنند که تمام کره زمین تا مرکز آن جامد است .حل این مسئله دشوار است زیرا عمیق ترین گودال ای که حفر شده بیش از هفت و نیم کیلومتر طول ندارد و عمیق ترین چاه معدنی که انسان به ته آن رفته است ۳۳۰۰ متر عمق دارد که در واقع یک معدن طلا در در آفریقای جنوبی است .در ضمن دهانه این چاه در ارتفاع ۱۶۰۰ متر از بالای سطح دریا قرار دارد یعنی عمق چاه از سطح دریا ۱۷۲۰ است

شاید بدانید که شعاع کره زمین ۶۴۰۰ کیلومتر است .حالا فرض کنید که چاهی که حفر کنیم که از مرکز کره زمین گذشته و سراسر آن را قطع کنند آن وقت اینگونه مسائل حل می‌شدند .تکنیک های معاصر هنوز از امکان اجرای این گونه اقدامات بسیار دور است گرچه طول تمام چاه هایی که در قشر زمین حفر شده است روی هم از قطر کره زمین بیشتر است . موپرتوی ریاضیدان و ولتر فیلسوف فرانسوی در قرن ۱۸ میلادی آرزوی حفر چاهی را داشتند که از مرکز کره زمین گذشته و سراسر آن را قطع کند. یک منجم فرانسوی نیز درباره این موضوع صحبت هایی کرد البته با مقیاس های کوچکتری!

چاه بی ته

در تصویر بالا می‌توانید چنین شکلی را ببینید. البته تا حالا این ایده ها عملی نشده است. اما از ته چاه بی ته خیالی برای بررسی یک مسئله جالب استفاده می کنیم. شما چه فکر می کنید اگر در تهیه این چاه بیته می افتادید و چه بر سرتان می آمد ( مقاومت هوا را در نظر نمیگیریم) شما نمی توانید به ته این چاه بخورید و صدمه ببینید زیر را ته وجود ندارد اما در کجا متوقف خواهد شد در مرکز زمین؟ نه

وقتی به مرکز زمین برسید بدن شما چنین سرعت سرسام‌آوری دارد که اصلا نباید به فکر توقف باشید سرعت شما در بیشترین میزان به ۸کیلومتر بر ثانیه خواهد رسید. شما آنقدر حرکت خواهید کرد و آنقدر خواهید رفت تا به دهانه چاه در آن سوی زمین برسید . در اینجا باید محکم به لبه چاه بچسبید و الا باز گردش خود را در تمام چاه تا انتهای دیگران تکرار خواهید کرد . اگر آنجا هم نتوانید چیزی را محکم بگیرید از نو به چاه سرازیر می شوید و تا ابد این حرکت را تکرار خواهید کرد. علم مکانیک می‌آموزد که در این شرایط بدن باید حرکت از یک دهنه چاه دهنه ی دیگر را تا ابد ادامه دهد.

سوال : یک بار حرکت از یک دهنه چاه تا دهنه دیگران و مراجعت به نقطه اولیه چقدر طول می کشد؟  تمام راه رفتن و برگشتن ۸۴ دقیقه و ۲۴ ثانیه یعنی در حدود یک ساعت و نیم طول می کشد

یک دانشمند می‌گوید اگر چاه در طول محور زمین از یک خود به قطب دیگر حفر شده بود جریان به این شکل صورت می گرفت اما کافی است که نقطه شروع حرکت را به عرض جغرافیایی دیگر در اروپا آسیا یا آفریقا منتقل کنیم آنوقت باید حرکت وضعی زمین را نیز به حساب بیاوریم معلوم است که هر نقطه سطح زمین روی خط استوا در هر ثانیه ۴۶۵ متر و در عرض جغرافیایی پاریس ۳۰۰ متر حرکت می کند . از آنجا که هر چه از محور دوران دور بشویم سرعت محیطی افزایش می یابد پس مثلا گلوله سربی را که در چاه بیندازیم روی خط قائم سقوط نمی‌کند بلکه قدری به طرف چپ منحرف می شود اگر چاه بی ته را روی خط استوا حفر کنیم باید عرض آن بسیار زیاد و یا آن به میزان زیادی کج باشد زیرا جسمی که از سطح زمین سقوط می کند به سمت شرق می‌رود و از مرکز زمین خیلی دور می شود.

اگر دهانه ورودی چاه را در یکی از فلات های آمریکای جنوبی در ارتفاع مثلا ۲ کیلو متر از سطح دریا و دهانه مقابل آن در ارتفاع هم سطح دریا باشد آن وقت آدمی که در نتیجه بی احتیاطی به دهانه واقع در آمریکا بیفتد با چنان سرعتی به دهانه مقابل می‌رسد که از دهان دهانه به بیرون می افتد و تا ارتفاع ۲ کیلومتر هم بالا می رود اما اگر هر دو دهانه چاه در ارتفاع سطح اقیانوس باشد ، وقتی که آدم به دهنه چاه می رسد سرعتش مساوی صفر است  و می‌توان دستش را گرفت .

منبع: کتاب فیزیک برای سرگرمی- انتشارات میر