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如果所有人朝一个方向,同节奏行走,地球会不会因共振而被碎?

如果地球上的所有人同时朝一个方向,同一个节奏行走,地球会不会因共振而被碎?

很有趣的一个脑洞,我相信这个脑洞的来源是军队齐步走产生共振把桥震塌的故事。不过我们从两个方面出发进行考虑,都可以确认地球不会被共振破碎。

地球现在共有大约75亿人(2019年底数据),假设每人走路能对地球施加1000N的力(大约两倍成人体重),那么总的力是7.5×10 N,按重力换算成质量的话,那么比地球质量6×10 KG小11个量级,还不如一个人身上落了一个原子。注意,是所有人加起来相对于地球,还不如一个原子相对于人类。这么看来,由于我们每天都被无数空气分子轰击而安然无恙,那么地球显然更不会有什么问题。

我们再换个角度,看看共振是怎么产生的。在震塌桥的故事中,桥的两端近似于被固定,在桥上齐步走相当于对一个两端固定的杆(或弦)施加横向周期性驱动力(物理系本科生可以开始重温数理方程带来的恐惧了),而驱动力的频率与杆的本征频率相当。但是对于地球这样一个球体,在球面施加周期性压力更像是在一个一端固定(也就是球心)的杆的自由端(球面)施加纵向周期性驱动力。这当然也可以产生共振,但是条件是球面上的力是均匀的,而且与杆的本征频率相同。问题是,地球上陆地和海洋的分布并不均匀,导致人们不可能均匀地踩踏地面,从而对地球施加周期性驱动力。所以共振不会发生,更谈不上通过共振毁灭整个地球了。