¿Podemos evitar que la Tierra deje de girar?

Cuando caminamos por el suelo, empujamos el suelo hacia atrás y, por lo tanto, el suelo nos empuja hacia adelante y cambiamos de posición. ¡¡El efecto de nuestra fuerza sobre la Tierra es muy pequeño (literalmente insignificante) porque es masivo!!

También sabemos que cada punto de una bola que gira tiene velocidades tangenciales como se muestra a continuación.

Ahora imagine que las personas de todo el mundo deciden y se alinean con sus automóviles 🚗 e intentan moverse con una velocidad considerable v empujando la tierra hacia atrás como se muestra en esta figura al mismo tiempo.

Esta vez también la fuerza es insignificante (ya que la tierra es extremadamente masiva), pero creo que llevar a toda la población en sus automóviles 🚗 y ser conducidos a la misma velocidad al mismo tiempo puede causar algunos efectos. Entonces, ¿en qué cantidad (números) influirá la velocidad de rotación de la tierra si todos se movieran al mismo tiempo?

O por el contrario, ¿podemos aumentar la velocidad de rotación de la tierra moviéndola en la dirección opuesta y alterar la duración día - noche?

Nota : la población total de la tierra en septiembre 2020 es sobre 7.8 b i yo yo i o norte s y tomar la masa promedio de ellos entre 50 k gramo . Considere que parten del reposo y aceleran uniformemente y viajan 100 metro en 2 s es decir, su aceleración es 50 metro / s 2 . Tome la masa de sus autos como 1000 k gramo . Suponga que todos los autos son similares.

Pido disculpas por la edición, pero de lo contrario tendría que volver a hacer la misma pregunta. Por favor responda a ello.

La fuerza definitivamente sigue siendo insignificante, estás subestimando la masa de la tierra o sobreestimando la masa total de la humanidad.
Esto suena como algo de lo que xkcd ya habría hablado... EDIT: ¿ Qué sabes? xkcd.com/162 : no es lo mismo, pero similar...
@Philip: uno mucho mejor es what-if.xkcd.com/8

Respuestas (4)

Cálculo de la parte posterior del sobre:

La tierra es una esfera sólida con una densidad media varias veces superior a la del cuerpo humano. Incluso miles de millones de personas serán solo una capa delgada si se extienden por toda la superficie de la tierra. Entonces, la masa de miles de millones de personas es diminuta en comparación con la masa de la Tierra.

La tierra gira una vez en 24 horas. El ecuador está a punto 40 mil km de largo, por lo que en el ecuador la tierra está girando a casi 500 m/s - sobre 50 veces más rápido que una persona corriendo.

Ponga estos dos hechos juntos y podrá ver que el momento angular de miles de millones de personas corriendo en la misma dirección es realmente insignificante en comparación con el momento angular de la Tierra. No habría ningún efecto mensurable en la rotación de la tierra.

El sistema planeta+personas está aislado y no actúan pares externos sobre él, por lo que su momento angular L t o t se conserva Vamos a escribir

L t o t = L pag yo + L mi a r t h ,
dónde L pag yo es una función compleja de todas las posiciones y velocidades de la población mundial y los automóviles, mientras que L mi a t h es el momento angular de una esfera sólida (pero también puede considerar las correcciones debidas a los océanos, el magma y otras cosas líquidas).

A medida que las personas comienzan a caminar en la misma dirección (digamos en contra de la rotación de la Tierra), entonces L pag pag yo disminuye y el planeta gira un poco hacia arriba.

Si comenzamos a caminar en la misma dirección de rotación de la Tierra, entonces L pag yo aumenta, mientras L mi a r t h disminuye (el planeta gira hacia abajo y el día es un poco más largo).

Sin embargo, en cuanto dejamos de caminar volvemos a modificar L pag yo : es fácil ver que, debido a la conservación de L t o t , el día volverá a su duración original. Entonces, para modificar el día permanentemente, tenemos que caminar para siempre.

O... tenemos que caminar hasta el ecuador y quedarnos ahí (así modificamos el momento de inercia y todo el planeta se ralentiza).. o hasta los polos si queremos días más cortos.

Por supuesto, los efectos son pequeños, como señalan otras respuestas.

Bien, si tenemos que calcular la velocidad con la que cada persona necesita caminar/correr para detener la tierra, podemos intentar conservar el momento angular.

Digamos que la población mundial es PAG y la masa promedio de cada persona es metro . Entonces la masa total de la humanidad sería PAG metro . Digamos que todos caminan con una velocidad v . Entonces conservando el momento angular obtenemos:

( PAG metro ) R v = I mi a r t h ω mi a r t h

Dónde I mi a r t h = Momento de inercia de la Tierra = 2 5 metro mi R 2 . Dónde metro mi es masa de tierra R su radio. Y ω = velocidad angular = 2 π t ( t = duración del día).

Al sustituir las expresiones obtenemos:

v = 4 π metro mi R 5 PAG metro t 2.92 × 10 15 metro s 1 !
¡Eso es mucha velocidad! Mucho más grande que la luz.

Tomé los valores como:

metro mi = 5.972 × 10 24 k gramo

R = 6.371 × 10 6 metro

PAG = 7.59 × 10 9

metro = 50 k gramo

t = 8.62 × 10 4 s

Todo el mundo alcanzaría la velocidad de escape mucho antes de que la masa relativista, que debería tener en cuenta, se convirtiera en un problema.
@Arnav Mahajan, ¿por qué conservaste el momento angular? ¿Lo conservaste tomando la Tierra y la población total como un sistema?
Aunque es bastante insignificante, vale la pena señalar que el momento de inercia de la Tierra es probablemente más bajo porque la Tierra no tiene una densidad uniforme y es más densa cerca del núcleo, donde hay menos inercia.
Tu resultado sale en metro 2 s 1 , no en metro s 1 , porque tienes tu velocidad angular incorrecta por un factor R . También el factor en I es 2 / 5 , no 3 / 5 , pero eso es un detalle menor. Su resultado, que no tiene sentido físico porque se calcula de manera no relativista, tiene un error de 7 órdenes de magnitud.
Disculpas por publicar una respuesta con errores de cálculo tan graves. Los he corregido. @pela ¡Gracias por señalarlos!
@JMac He tomado algunas aproximaciones básicas para simplificar un poco las cosas
@Ankit Sí, los tomé como un solo sistema.

La totalidad de todos los humanos sigue siendo insignificante para la masa de la Tierra. Sin embargo, si todos corrieran en la misma dirección a la vez, el cambio de minuto se cancelaría cuando se detuvieran, ya que detenerse transferiría su impulso de regreso a la Tierra. Cada acción y reacción en la superficie de la Tierra es igual.

Sé que todo será normal cuando se detengan, pero quiero saber las cosas que sucederán cuando estén corriendo. Espera, voy a agregar algunos detalles.
Incluso si todos pudieran correr durante 24 horas a la velocidad lineal de la latitud de la Tierra en la que se encuentran, la diferencia en la duración del día sería de menos de un femtosegundo.
¿Qué pasaría si todos corrieran en fila india alrededor del ecuador?