先日ロスへ行ったのですが、行きと帰りで飛行機に乗っている時間が違ったので海外旅行経験者にいろいろ聞いてみたところ、同じ距離であれば東に進むほうが早く着くことが判明しました。気象条件を無視したとして同じ現象が起こるとしたら私は相対性理論を勘違いしていることになります。物理に詳しい方、飛行時間と地球の自転の関係を教えて下さい。

A 回答 (1件)

気象条件を無視したら同じ現象は起こりません。

なぜなら、飛行時間の違いはまさしく気象条件によるものだからです。
中緯度地帯では常に東向きの風(偏西風)が吹いているので、東回りの飛行機は速く飛べます。
とくに成層圏近くにはジェット気流という速いストリームがあるので、それにうまく乗った飛行機は、燃料とスケジュールをかなり節約できます。
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この回答へのお礼

そうですよねー。
今日はゆっくり寝れそうです。
有難うございました。

お礼日時:2001/03/30 00:00

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Q相対性理論、量子論など摩訶不思議な理論

あけましておめでとうございます。
私は学校の授業の内容はほとんど覚えていないのですが、
この正月休みに「相対性理論」と「量子論」の素人向けの入門本を買って読んでみたところ、未来に行けるとか重ね合わせとかパラレルワールドとか、
最近の物理学ではこんな近未来的なことになっていたのかとあまりのSF的な内容に驚愕しました。

そこで、学問に目覚めたというわけではないですが、
疑問に思ったのが「他にも相対性理論のような、現実なのににわかには信じられないすごい理論とか学問というのはあるのだろうか」ということです。

○○理論でなくても「うわー、最新の研究はこんなレベルになってたのか! まるで映画の中じゃん!」と驚くような、そういう研究などがあったら、現代に生きる者としてぜひ知ってみたいのです。
生物の進化とか脳科学とか心理学とか、特に分野は問いません。おもしろければなんでもいいという感じです。

もしなにかおすすめのものがありましたら、ご紹介いただけないでしょうか?
できれば、ひとことで構いませんのでその概要も教えてくださると嬉しいです!

どうぞみなさまよろしくお願いいたします!

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Aベストアンサー

 相対性理論は、余りにもあれなので量子力学の方で・・・。以下は個人的意見で確認は取っておりません。

 量子CPUとか量子コンピュータってご存知ですか?。量子力学では、「シュレーディンガーの猫」のような状態の重ね合わせが起こります。つまり「死んだ猫」と「生きた猫」が、同時に混ぜ合わさって存在するような状況です。素粒子レベルでは、このような状況は、現実に起きていると自分は思っています(←素人ですから^^;)。

 その量子効果を(重ね合わせを)、生の物理効果として実現し、1個のcpuを現実に物理的に多重化しようというのが、量子コンピュータだと思います。この結果として現れるのは、無限並列分散処理です。無茶苦茶に速い上に、しかも巨視的な実体は、たった1個のcpuで良い、という話です。

 上記の筋書きは現在、超伝導が成立するのような厳しい物理的条件化で、しかも分子レベルの小ささのプロトタイプでしか実現されていませんが、現実に実現されていて、大手電気メーカーはけっこう先行投資の研究までしています。

 そう遠くない先では、現在の市販PCレベルの性能を、iPadやiPhoneが持つようになるかも知れません。

 現在の市販PCレベルの性能がどうした?、って思うかもしれませんが、現在の市販PCレベルの性能って、一昔前のスーパーコンピューターの性能に匹敵するんですよ。しかもそれが、生の量子効果の発現なんです・・・。


 ちょっと、わくわくしませんか?(実現されればですけど・・・)。

 相対性理論は、余りにもあれなので量子力学の方で・・・。以下は個人的意見で確認は取っておりません。

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Q自転は何に対する相対運動ですか?

自転は何に対する相対運動ですか?

相対性理論では、全ての運動は相対的です。

また宇宙空間に対して運動しているか、静止
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自分自身の座標に対して自分の速度は0とな
り計れません。

この要請の元に、私自身が宇宙空間で宇宙
服を着て腕を振ると腕に遠心力を伴って自転
するはずです。
このときは腕が体に対して運動し、回転方向
に体を引っ張るためですよね。
私は慣性により自転し続けますよね。

問題はその後です。
周りには何もないので、自分が自転しはじめ
たか?を確認は出来ませんが、遠心力で腕
が引っ張られることで明らかに自転前とは状
態が異なることが確認出来ます。

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大事な疑問です

特殊相対性理論では、二つの慣性系の間の相対関係を論じます。(だから特殊)
「高速近くで移動すると時計が遅れる」というのも、慣性系から見た場合の話です。
宇宙空間で二つの宇宙船が等速直線運動(しかも高速近く)していて、すれ違ったときに時計をあわせたと仮定すると、それぞれは慣性系ですが、2度と鉢合わせしません。
一回すれちがったままです。
どちらかが、方向転換して引き返して(そのとき加速度を受けます-->質量があれば力が発生します)2つの宇宙船が再び出会ったとすると、ひきかえした方の宇宙船の時計が遅れて見えます。

一般相対性理論では(慣性系に限らず)二つの座標系の相対関係を論じます。上記の例でいうと、ひきかえしたほうの宇宙船は巨大な重力場に静止している場合と同じということです。分かりにくいと思うので、例で説明します。

巨大な重力場(ブラックホールの一歩手前のような)を持つ星があって、その地面に宇宙船が静止している。そのすぐヨコに穴がほってあって、その穴の底からもう一方の宇宙船が高速近いスピードでまっすぐ上にほうりだされた。
(ただし加速は底近くで一瞬にして行われた)その宇宙船が、穴から出る瞬間に二つの宇宙船で時計を合わせたとします。いつかその宇宙船は自由落下運動(内部は無重力と感じる)して元の穴に落ちてきます。穴の入り口で静止していた宇宙船とすれ違います。そのときに時計を比べるとどちらが遅れているでしょうか。

地上に静止していたほうの宇宙船の時計の方が遅れているのです。すなわち、地上の宇宙船には重力が働いているので、時計が遅れるんです。静止していた宇宙船からすると、重力場にいたために時計が遅れたのか、最初の例のように宇宙空間で引き返したために慣性力が働いたのか区別はつかないということです。

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Q相対性理論 二つのロケットの問題

相対性理論の過去門なんですが、難しくてよくわかりません。どなたか教えてください。

互いに逆向きに飛ぶ二つのロケットA,Bが、相対速度V=0.8cですれ違う瞬間に、相手を攻撃しようとしている。この二つのロケットはいずれも静止しているときの長さがL=10mで、最後尾にのみ銃が取り付けられている。また、ロケットは互いに十分接近した地点をすれ違うので、発射された弾があたる場合は、瞬時にあたるとする。
 Aは、自分の先端がBの後端に一致した瞬間に弾を発射した。Aの立場からはBが収縮しているとみなせるので、弾は外れるとAは予想した。一方、Bの立場からはAが収縮しているとみなせるので、弾は自分にあたるとBは予想した。これらの予想はどちらが正しいのか理由も含めて説明せよ。

自分なりに考えてみたんですが、「Aの先端とBの後端が一致した瞬間」とあるのでここを基準として、収縮が起こる。また「相対速度V」は相手が等速度Vで移動して、自分は静止しているとみなす。この二つを考えるとどちらの予想も正しいように思えます。いったいどのように考えればよいのでしょうか?どなたか教えてください。

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Aベストアンサー

No.1です。ありゃ、ちょっと訂正です。

>次にBで同時刻とすると、計算すると、Aの長さが伸びました。よって弾はあたらない。

BからAをみると、Aは縮んでいますよ。質問者様が、

>Aでの先端と後端の時刻を等しいとすると、Bでの先端と後端の時刻が異なる。

と考察なさったのと同様に考えましょう。
Bからみても、Aの時刻あわせされた時計は先端と後端では、時刻が異なる。
だから、Aから発射される時刻がとち狂ってしまっていて、Bのいないときに発射される。と言ったところでしょうか。


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