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ⓘ Treno gravitazionale




Treno gravitazionale
                                     

ⓘ Treno gravitazionale

Un treno gravitazionale è un ipotetico mezzo di trasporto con la funzione di viaggiare tra due punti di una sfera, percorrendo un tunnel rettilineo che congiunge i due punti passando direttamente dallinterno della sfera.

In un corpo delle dimensioni di un pianeta, questo treno potrebbe essere accelerato usando la sola forza di gravità ovvero "cadendo", dato che, durante la prima metà del viaggio dalla partenza al centro esatto della corda, essa lo spingerebbe alla minore altezza dal centro di gravità. Durante il percorso rimanente, laccelerazione assume verso opposto a quello del viaggio, ma tralasciando la dissipazione per attrito la velocità assunta sarebbe sufficiente a far giungere il treno in superficie dove arriverebbe a velocità nulla.

Nella realtà, due motivi principali impediscono lesistenza di questi treni. Il percorso prospettato perforerebbe il mantello terrestre, attraversando una zona in cui le rocce sono fluide. Non si hanno a disposizione materiali in grado di sopportare tali condizioni di pressione e temperatura. In secondo luogo, lattrito non sarebbe trascurabile, sebbene si possa ridurre la perdita di energia meccanica per strofinamento usando treni a levitazione magnetica. In ogni caso, a meno che non si espella tutta laria dal tunnel, la dissipazione per attrito con laria crescerebbe col quadrato della velocità, ed eliminare laria costerebbe invece potenza addizionale. Il concetto potrebbe avere applicazione sulla Luna, non avendo essa atmosfera e forse nemmeno magmi.

Un treno gravitazionale è la versione estrema delle montagne russe, con solo un tratto in discesa seguito da uno in salita. In altre parole, un oscillatore armonico.

                                     

1. Origini del concetto

Nel XVII secolo, lo scienziato britannico Robert Hooke, in una lettera ad Isaac Newton espose lidea dellaccelerazione di un oggetto allinterno del globo terrestre. Un progetto fu realmente presentato allAccademia delle Scienze di Parigi nel XIX secolo. Lidea fu riscoperta negli anni sessanta.

                                     

2. Considerazioni matematiche

Esistono alcune interessanti particolarità del treno gravitazionale.

  • Tale tempo è funzione solo della densità del pianeta e della costante gravitazionale.
  • Dato un pianeta, ogni treno gravitazionale che viaggi al suo interno avrebbe lo stesso tempo di percorrenza indipendentemente dalla posizione delle stazioni di partenza e arrivo. Per la Terra, questo tempo vale 4212".
  • La velocità massima è raggiunta nel punto medio della traiettoria. Passando esattamente dal centro della Terra, essa vale 7.900 m/s.