Wat nu als ... ik een tunnel dwars door de aarde zou graven?
Stel dat het mogelijk zou zijn om een gat te graven dwars door het centrum van de aarde. Wat zou er dan gebeuren als ik erin sprong?
Als je in een tunnel springt die dwars door de aarde gaat, val je naar het centrum toe. Hoe de reis precies verloopt, hangt ervan af of de tunnel lucht bevat.
Is er lucht, dan word je afgeremd door de luchtweerstand. Als je dwars op de tunnel valt, met je armen en benen naar opzij (alsof je zweeft), bereik je een snelheid van zo’n 200 km/h. Bij een gestroomlijnde val, bijvoorbeeld met je hoofd als eerste, is dat circa 480 km/h.
De maximumsnelheid bereik je al in de eerste minuten. Daarna val je steeds langzamer.
Hoe dieper je komt, hoe groter de luchtdruk en daarmee de luchtweerstand. Dat komt doordat het gewicht van de luchtkolom boven je steeds groter wordt. Tegelijk neemt de valversnelling af, doordat er steeds minder massa van de aarde onder je is om je omlaag te trekken, en steeds meer massa boven je die je de andere kant op trekt.
Als het gat lucht bevat, stopt je reis daarom nabij het centrum van de aarde. Hier ben je gewichtloos, doordat er in alle richtingen evenveel massa is.
Met 28.000 km/h door de aarde razen
Als het gat vacuüm is, wordt de reis wat heftiger. Zonder luchtweerstand blijf je steeds sneller gaan, waardoor je met circa 28.000 km/h het centrum passeert.
Daarna rem je langzaam af, en na 42 minuten bereik je het oppervlak aan de andere kant van de aardbol. Hier moet je wel iets vastpakken, anders val je terug door het gat, als een slinger die eeuwig door kan gaan.
Lucht bepaalt hoe val verloopt
1. Snelheid neemt toe
Als je in het gat springt, begint de versnelling, doordat de massa van de aarde aan je trekt. In een tunnel met lucht bereik je hooguit 480 km/h. In een vacuüm blijf je steeds sneller gaan.
2. Gewichtloosheid regeert
In het midden van de aarde ben je gewichtloos, doordat er in elke richting evenveel massa is. In een tunnel met lucht houdt de luchtweerstand je tegen en hang je stil. In een vacuüm raas je door met 28.000 km/h.
3. ... en weer terug
In een tunnel met lucht moet je de 6371 km van het centrum van de aarde naar de oppervlakte klimmen. In een vacuüm tunnel val je steeds langzamer tot je aan de oppervlakte bent. Dan ga je weer terug.