从高处跳到地面,如果地球没动,那力产生了什么效果?力去哪了?

如果在理想情况下,就是地球上只有你一个人,没有其他事物的影响,根据牛顿力学,每一个力都有一个与之对应的大小相等、方向相反的力;一个物体受到一个净作用力,就会产生一个与其质量相关的加速度,当然这个加速度有大有效,按照以上的说法地球其实也应该动了。下面就分析下,这个问题!

地球有没有动?力产生了什么效果?

不管你是从高处跳到地面,还是你从地面跳起然后落回地面,其实效果都是一样,只不过有些效果反过来了。当你从地面跳起来后,地球把你推到空中,你也用同样的力量推着地球。但是力不同于加速度,力F是对物体的推或拉,而加速度a是由力引起物体的速度变化。根据牛顿第二运动定律,力和由此产生的加速度是由方程F=ma联系起来的,其中m是物体的质量。

这意味着如果我们保持力恒定,那么质量越大,加速度就越小。当然地球的质量在一个人面前十分巨大,根本不在一个数量级,一个人跳跃对地区产生的加速度小的可以忽略不计,而且我们就算最先进的仪器也根本检测不出来。虽然很小,但在这个过程中,它不是0,只是无限趋近于0。因此,当你跳跃时,地球会移动非常非常小的量。

要想使地球移动明显的距离,就需要更大的力,比如与另一颗行星的碰撞。即使你在理论上移动了地球,当你落下时,你和地球之间相互的万有引力也会很快把你们重新拉到一起。你向地球靠近,地球也回到你身边,然后你和地球又重新结合在一起,你起跳时可能造成的地球位移现在又消失了。什么都没有发生。

当你从高处跳向地球时,这个过程正好是相反的,你在空中的时候,地球把你往地面拉,你又把地球往高处拉,地球可能也会产生一个根本检测不到的位移,你啪一声落地了,撞在了地球表面,刚才产生的那一点位移又被你一脚踢了回去。总的效应就是,地球一点都没动。

当然,以上分析的过程是地球上只有你一个人的时候,才会在理论上产生这个效果,这个简化的图景才是真实的。但事实上,地球上有数十亿的人和生物,它们同时在地球表面上奔跑、跳跃、行走、碰撞、翻滚。由于众多的生物在地球表面上分布得十分均匀,而且所有的活动都是随机的,因此它们对地球的作用力往往会相互抵消,因此地球感觉不到任何的净作用力,即使有,那也小得无限趋近于0。

跳下来撞到地球上,这个力去哪了

还有,地球并不是完全刚性的物体。即使是最坚硬的岩石也有一定的弹性。这意味着当你跳跃的时候,你实际上并没有同时对整个地球施加一个力。由于有弹性的存在,当你跳跃的时候,整个地球并不会加速远离你,力产生的弹性变形会以波的形式很快的消散。而波就是一种传递能量的形式,最后就变成了周围物质的热能,但这个作用也非常小,还是检测不到。因此你的跳跃只会让脚下的一小块土地变形,如果你脚下的地面很松很软,比如沙子或泥土,那么跳跃造成的变形只会影响几米的范围。

当你站在岩石上,变形就会以非常微弱的地震波的形式波及几米远。人类跳跃产生的地震波非常微弱,很快就会被海浪、风和地震等更强大的力量所产生的地震波所覆盖。人们走路、高速公路上的汽车、公路上隆隆作响的卡车、铁轨上轰鸣的火车等等都被称为“环境振动”,在地震仪上被认为是噪音。

一个人跳跃产生的地震波太弱了,根本无法到达地球的另一端。一种更强的力量,例如由于核弹爆炸、火山喷发或地震而产生的地震波,其强度足以到达地球的另一边。但是在这些情况下,地球的中心位置并没有改变,因为这只是地面在振动,并没有永久性的位移。