Es gibt die beliebte Frage „Was ist die Schwerkraft im Mittelpunkt der Erde?“. Und die Antwort ist Null, weil sich die Kräfte aufheben. Und dann nimmt die Schwerkraft linear zu, wenn Sie sich zur Oberfläche bewegen. Gilt das auch für einen rotierenden Zylinder?
Ich meine, wenn ich zum Beispiel einen Zylinder mit einem Radius von 270 Metern habe, der sich mit 2 U / min dreht, können Sie berechnen, dass die Schwerkraft auf der Oberfläche des Zylinders etwa 1,21 g beträgt, richtig? Und wenn ich dann drinnen bin und tiefer (in Richtung Mitte) in den Zylinder gehe, während er sich noch dreht, würde die Gravitationskraft auf Null abnehmen (zum Beispiel, wenn ich 80 Meter drin bin, also in etwa 190 Meter Entfernung von der Mitte, wäre an einer Stelle mit 0,8 g)?
Ja und nein. Solange Sie sich auf einer festen Oberfläche befinden: ja. Die "Schwerkraft" (eigentlich Zentripetalkraft) nimmt proportional mit der Entfernung zum Zentrum ab.
Aber wenn der Zylinder ein Vakuum im Inneren hat (also keine Luftmasse, die sich mit dem Zylinder dreht), wären Sie schwerelos, sobald Sie die Oberfläche verlassen. Wenn Sie Ihre Vorwärtsgeschwindigkeit (= die Rotationsgeschwindigkeit der Oberfläche, auf der Sie stehen) aufheben würden, könnten Sie knapp über der Oberfläche schweben.
Stellen Sie sich eine riesige Trommel mit Deckel vor, die im Weltraum schwebt und sich um ihre radiale Symmetrieachse dreht. Wenn Sie darin frei schweben, egal wo Sie sich befinden, erfahren Sie keine Kräfte/Beschleunigungen durch die Rotation der Trommel, weil Sie sich nicht mitbewegen.
Lassen Sie uns nun eine Leiter hinzufügen, die an der Innenseite einer der Endkappen befestigt ist und radial von der Mitte nach außen führt. Am „Fuß“ der Leiter stehen Sie auf der Innenfläche der Trommel und spüren die künstliche Schwerkraft, die durch die Rotation der Trommel entsteht, weil Sie sich mit ihr bewegen. Wenn Sie die Leiter hinaufsteigen, werden Sie sich leichter und leichter fühlen. Während Sie an jedem Punkt anhalten und auf der Leiter "stationär" sein können, bewegen Sie sich immer noch mit der Drehung der Trommel und bewegen sich entlang einer kreisförmigen Bahn. Wenn Sie an der "Spitze" (der Mitte der Trommel) ankommen, werden Sie keine Nettobeschleunigung spüren (vorausgesetzt, Ihr Massenschwerpunkt hat die Drehachse der Trommel erreicht). Die Formeln zur Berechnung der gefühlten Beschleunigung/Kraft an jedem Punkt der Leiter finden Sie unter: https://en.wikipedia.
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AtmosphericPrisonEscape