宇宙空間におけるアルキメデスの原理

宇宙空間では水が球状になります。もしとても大きな水の球があってその中にピンポン球を入れたらピンポン球は水の球の外に向かって浮力を受けるのでしょうか。

ピンポン球の重心と水球の重心が一致していたらどうなるのでしょうか。

No.3 ベストアンサー 回答者： yhr2 回答日時： 2022/03/16 10:11

宇宙空間で「水が球状」になるのは、水の分子どうしの万有引力というよりは、「表面張力」によるものです。

もちろん、ある程度以上の大きさになれば、水の分子どうしの万有引力も聞いてくるとは思いますが。

なので、水の球の半径が小さい状態では、「浮力」というよりは「表面張力によって、表面積を小さくしようとする力、従って半径を小さくしようとする力（圧力）によって、ピンポン玉は水球内から排除されると思います。
少なくとも「水球の表面に浮いている」という状態にはならずに、球の外に押し出されるでしょう。
その程度に「万有引力」は小さいです。

＞ピンポン球の重心と水球の重心が一致していたらどうなるのでしょうか。

ピッタリ力がつり合った状態を維持できれば、その場にとどまるのでしょうね。
きわめて「不安定」な状態なので、何かの外乱ですぐにピンポン玉は水球内から排除されると思いますが。

この回答へのお礼

表面張力調べてきました。分子間力によるものであるというところまではわかりましたが、統一的な説明はまだない分野みたいですね。何はともあれありがとうございました！

お礼日時：2022/03/16 11:03

No.2 回答者： Zincer 回答日時： 2022/03/16 09:56

惑星規模の水（液体）の塊があれば、その質量で中心方向に重力が働きます。

つまり浮力が働くでしょう。
この現象は全部が水である必要は無いので、ある程度の大きさの小惑星上にたまった水たまりを考えればいいことになります。
これは規模を小さくしても働いでいるはずですが、あまりに小さく他の影響が大きいので観測できないだけであると思います。
＞ピンポン球の重心と水球の重心が一致していたらどうなるのでしょうか。
重心が一致してしまうと周りからの引力が相殺し無重力状態になります。浮力は発生しません。
重心が完全に一致しなくても、中心付近にある程度の空間を作ることができれば、そこは無重量状態になってしまいますので、浮力は働かないでしょう。
重力の方向が変わる地球の中心は無重力ですか？
https://jp.quora.com/juuryoku-no-houkou-ga-kawa- …

この回答へのお礼

どうにも統一的な理論が未だ構築されていないみたいでした。地球を月との物体系と見ればその重心周りに運動しているとみなせるので、地球の中心でもその重心方向に力が働いているらしいです。昨日読んだwebサイトに書いてありました笑。
何はともあれ回答ありがとうございました！

お礼日時：2022/03/16 11:08

No.1 回答者： masterkoto 回答日時： 2022/03/16 09:42

完全なる無重力空間なら

アルキメデスの原理はあてはまらないと思われます

この回答へのお礼

水は流体ですが質量を持っているので、その重心に近くなればなるほど密度が大きくなり、ピンポン球がその中にあれば密度に差があることから球面に向かって浮力を受けると思うのですが。

実際行って確かめるしかないのかもしれません。回答ありがとう。

お礼日時：2022/03/16 09:49