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ロケットが発射した時、とてもゆっくり空へ向かって行くように見えるのは何故ですか?
実は高速で上がっているのにゆっくり見えるのか、本当にゆっくり上がって行くのか?
どの位のスピードが出ているのでしょうか?
どなたか教えて下さい。

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A 回答 (6件)

ゆっくり見えるのか、実際にゆっくりなのか、回答が分かれていますね。


古い話で恐縮ですが、アポロ計画の頃、サターン5型ロケットの加速度は
6Gと聞いた覚えがあります。大変な加速度だと思います。
こんな加速度でも、静止状態から1秒後の高さは30mほどでしかありません。
それでも、速度は既に時速200kmにも達しているのです。
「ゆっくり見える」方に一票です。
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この回答へのお礼

ありがとうございます。
う~ん、間近で見てみたい。とても優雅に昇って行きますからね。
天高く飛ぶ飛行機がゆっくり飛んで見えるのと同じなのでしょうか。

お礼日時:2003/10/16 14:13

No.1、2です。


別の観点からのコメントを。

加速は緩やかなほうが人体には優しいです。
しかし、緩やかな加速では、より多くの燃料が必要となるため、コストパフォーマンスが悪くなります。
結局、人体に掛かる負担と経済効率の両方を考慮して折り合いを付けているのだと思います。
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この回答へのお礼

度々ありがとうございます。
なるほど、そういうことも考慮にあるわけですね。
地表近くと上空では気圧に違いがありますが、やっぱり空気が薄いほうが少ない燃料で効率よく加速させる事が出来るのでしょうか。

お礼日時:2003/10/16 14:18

ロケットは小さい物で80tとかあります。



よく目にする?パトリオットミサイルは1t程度。
まさにロケットスタート。

ロケットは重いのでゆっくりしか上がらないかと。

でも横に向けたらすごい勢いで飛んでいきそうですよね?
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この回答へのお礼

ありがとうございます。
最初はゆっくり、慣性で徐々にスピードアップですね。

お礼日時:2003/10/16 14:10

こんにちは。


ロケットの加速はああ見えても、ものすごく早いんですよ。
ちょっと考えてください。
10秒程度で空のかなたで小さくなってしまうのですよ。
ゆっくりに見える理由は、本体が巨大だからです。
今回の中国のでも高さ50メートル、月に行ったアポロ宇宙船を打ち上げたサターン5型ロケット、ソ連で結局月にはいかなかったけど、その目的で開発されたN1ロケットは共に100mを超える高さです。

今回の中国のだって、10m持ち上がったって全体の1/5程度持ち上がっただけにしか見えません。
でも10mは4~5階建てのビルくらいの高さなんです。

スピードは秒速で早くなっていますので、最初が0なのは確かですが、何メートルって言う事ができません。
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この回答へのお礼

なるほど!そんなにデカイのですか。
そうですよね。ありがとうございます。

お礼日時:2003/10/16 14:08

> いきなりスピードを出すたとえに”ロケットスタート”という言葉があるじゃないですか?



有人宇宙船の場合 ( 無人の場合でも ) 、それは現実的ではありません。
人が乗る乗り物で例外は、航空母艦から発信する艦載機です。滑走距離を短くしなければならないという事情がありますので。
ですが、急速な加速は当然乗務員の肉体に負担が掛かります。訓練を積んだ飛行士でも失神することがあるそうです。
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この回答へのお礼

再度のご返事ありがとうございます。

お礼日時:2003/10/16 14:05

電車であれ、自動車であれ、最初は速度ゼロから動き始め、徐々に加速します。


物体には慣性がありますので、速度ゼロの状態から瞬時に高速で運動するのは物理的に不可能です。

最終的には、地球の衛星軌道に乗せるために必要な速度 ( 約8km/s ) に達します。
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この回答へのお礼

ありがとうございます。
宇宙に出るくらいだから、富士急ハイランドの「ドドンパ」のように、一気にトップスピードまで行くのかと思っていました。
だって、いきなりスピードを出すたとえに”ロケットスタート”という言葉があるじゃないですか?

お礼日時:2003/10/16 12:56

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Qロケットはゆっくり飛び上がる?

今回のスペースシャトルにせよ、アポロロケットにせよ(古いな)、発射直後はとてもゆっくり浮かび上がっているように見えます。
自動車でも飛行機でも、静止した状態から動き出すときは、ゆっくり動きだし次第に加速していくので、ロケットも上昇しながら加速していくというのは分かります。
ですが、あれだけ大きなモノがスローモーションのように浮かびあがる様は何度見ても不思議に思えます。もっと急がないと倒れちゃう、と心配になったり。
スペースシャトルの発射直後の速度はどれくらいなんでしょうか?
ゆっくり見えるのは離れているからなのかしら?

また弾丸のような物体が、ゼロから最高速度までほとんど瞬時に加速するのとロケットの発射では条件が違うのでしょうか?

Aベストアンサー

弾丸は発射して銃口から出たときが速度の最高点で、弾丸そのものは再加速されないので減速する一方です。
ですから瞬間に加速しないといかんわけですね。
ロケットやジェット機などは垂直に上昇する場合、自重を相殺する推力を得てから加速していくのでゆっくりなんじゃないでしょうか。

Qロケットの打ち上げの際の不思議?

質問するカテゴリーが違うかも知れませんが、いつもテレビなどでロケットの打ち上げの映像を見てて不思議に思うことがあります。

例えば、飛行機は滑走路を走りながら徐々に速度と揚力を増して浮き上がっていきます。
では、ロケットは? 本体になんら支え(真っ直ぐ上昇するためのガイドとなるようなもの)もないし、しかもいきなり垂直にそして始めはゆっくりと、徐々に加速していきますよね。
モデルロケットや実物でも比較的小型の固体燃料のものは打ち上げ花火のように最初から勢いよく発射するので分かるのですが。
特に有人の大型の液体燃料のタイプほどゆっくりと上がっていくようです。これには理由があるのでしょうか?思いますのに、・乗っている飛行士にいきなり急激なGがかからない様に徐々に速度を上げる。・大型のものはその大きさゆえどうしてもゆっくりと上昇せざるを得ない。・液体燃料式は固体燃料式に比べノズルからの噴射量を自由に加減出来るためそういう打ち上げになる・・・等々なのですが。
よろしくお願いします。

Aベストアンサー

こんにちは。
ロケットの速度というのは「時間に比例」し、「燃料の重さに反比例」して速くなります。ですから、どのようなタイプのロケットでも最初はゆっくりと上がり始め、しだいにその速度を上げてゆきます。ロケットに限らず、飛行機でも自動車でも速度を上げるときはみな同じことで、このような物体の運動を「加速度運動」といいますよね。
ロケットが地球の重力を降り切って軌道に到達するためには、だいたい秒速8Km程度「速度」が必要になります。そして、最初は速度「0」から始まり、何秒でこの「秒速8Km」に到達するのかが「加速度」です。ですから、10秒で到達しても100秒掛かっても得られる「速度」は同じなのですが、時間が短いということは急加速しているということですので「加速度」が違うというわけですね。当然、1秒間に進む距離も大きくなりますので、ロケットが飛び上がって行く勢いも速くなります。「加速重力G」いうのは、これに対して後ろ向きに働く力を地球の重力を「1G」として換算したものですよね。
「加速運動」によって得られる「速度」は「時間に比例」して加算されます。ですから、例えば1秒間で秒速5mまで加速したのであるならば、2秒後には速度は秒速15mになり、3秒後ならば秒速30mになっています。このように、ロケットというのは時間に「比例」してその速度がどんどんと速くなってゆきます。そして、速度を上げるための「加速度」というのはロケットの重さに「反比例」します。

スペース・シャトルの本体であるオービダーの重さはおおよそ70tなのですが、そのお腹に抱えている燃料タンクは満タンで700tに及びます。70tのものを宇宙に持ち上げるには、その重さの10倍もの燃料が必要なんですね。
どうしてこんなにたくさんの燃料が必要なのかと言いますと、例えば計算を簡単にするために、70tを1Gで加速するのに70tの燃料を使うとするならば、2Gの加速度を得るためには140tの燃料が必要になります。これだけの燃料を積み込みますと、ロケットの打ち上げ時の重さは合計で3倍の210tということになりますよね。そして、その210tを2Gで加速するためには、更にそこへ420tという燃料を積み込まなければならなくなります。
このように、ロケットというのは燃料を持ち上げるために燃料を積み込むというたいへん効率の悪い機械なんです。「ツィオルコフスキーの公式」といいまして、この関係は自然対数で表されます。これがどういうことかと言いますならば、ロケットというのは打ち上げ時はたいへんたくさんの燃料を積んでいるのですが、ひとたび飛び上がりますと、それを消費することによってどんどん軽くなってゆくということです。ですから、多段式のロケットは燃料を使い果たした一段目、二段目が次々と切り離されてゆきますし、スペース・シャトルの場合でしたら700tの燃料が消費されることによって得られる加速度は自然対数的に大きくなり、空になった燃料タンクを手放した時点で初めて最高速度に到達するということになります。
このように、どのようなタイプのロケットでも、その速度というのは「加速時間に比例」し、「燃料の重さに反比例」して指数関数的に速くなるという性質のものです。そして、終いには秒速8000mという想像も付かないような速度に到達するんですね。
ですから、「大型のものはその大きさゆえどうしてもゆっくりと上昇せざるを得ない。」というのが正解ということになると思います。

このとき乗組員に掛かる加速重力が、スペース・シャトルの場合で3~4G、アポロ計画で用いられたサターン5型ではだいたい6~7Gだったということです。現在では何十Gもの人工重力を作り出すという実験装置が開発されていますが、恐らく、このアポロ計画のときの7Gというのが、当時人間がどのくらいの重力に耐えられるかに就いて得られた唯一の人体実験結果だったのではないかと思います。
1G以上の加速度が得られるならば、何時間掛かろうが何日掛かろうが、原理的にはやがて宇宙に辿り着きます。ですから、このようなシステムであるならば乗組員は別に3Gや4Gといった重力に耐える必要はありません。ですが、何十tもの物体を長時間に渡って宙に浮かべておくというのは化学燃料ではほぼ不可能ですし、何よりも燃料効率が悪くなります。このため、ロケットエンジンというのは最初から常にフルパワーで噴射するというのが最も理想的ということになります。
申し上げました通り、ロケットというのは燃料を使って燃料を打ち上げるというたいへん効率の悪いシステムです。ですから、ロケット博士と呼ばれたコンスタンチン・ツィオルコフスキーの公式に基づいて、その燃料効率を如何に向上させるかというのが、これまでのロケット開発の歴史そのものでした。そして現在の化学燃料エンジンでは、それがほぼ限界に近付いています。
従いまして、スペース・シャトルを最も効率良く軌道投入させるためには、必然的に3~4Gは発生してしまうわけです。これが人体に致命的ということであるならば話は別なのですが、NASAには世界に先駆けて7Gという、アポロ計画のときに得られた実験結果がありますので、乗組員のためにわざわざ効率を犠牲にする必要はないわけです。ですから、3Gというのはスペース・シャトルのミッションに対してプログラム上発生するものであり、有人の場合は加速重力を低くしてあるということは、恐らくないと思います。

ロケットが真直ぐに飛ぶのは、コンピューターがあるからだと言っても間違いはではないと思います。尤も、ナチス・ドイツのV2号ロケットのときにはコンピューターなんてものはありませんでしたから、現在の話ではあるのですが。
ロケットというのはどんなものでも長いですし、大概は後ろのエンジンが本体を前に押し出すという構造になっています。ですから、質問者さんがご心配なさいます通り、ガイドもなく、向きや角度が変わってしまうならば、それは間違いなくとんでもない方向に飛んで行ってしまいます。「誘導装置」といいますが、これを防ぐためには、どうしてもロケットの傾きに対してエンジンの噴射角度を修正してやる必要があります。初期のロケットでは専らノズルの下の遮蔽盤を稼動させて噴射の方向を変えてやるというものでしたが、現在では噴射ノズルの角度を操作するという方式が主流になっています。また、ノズルの角度だけでは軸回転を補整できませんので、周りに尾翼や小型の補助エンジンを取り付ける場合もあります。
「誘導装置」といいますのは、「センサー」「誘導計算機」「ジンバル装置(ノズル稼動装置)」の三部からなっています。センサーはロケットの姿勢を感知する「ジャイロセンサー」と、速度を監理する「加速度センサー」のふたつが最低でも必要になります。このセンサーに基づいてジンバル装置を稼動させてやるのが誘導計算機なのですが、更に複数のセンサーを用い、より迅速で精密な誘導を行うためには、当然のことながらコンピューターが使われます。
誘導システムには地上の計算機から電波で指令を送る「地上誘導」と、ロケット自体が誘導計算機を搭載する「慣性誘導」がありますが、現在ではコンピューターの小型化によって後者が飛躍的に進歩しました。このように、ロケットというのはコンピューターがなければまず真直ぐには飛びません。従いまして、ロケットとはどういうものかと尋ねましたら、それはロケット・エンジンとコンピューターを組み合わせた機械ですということでも一向に構わないと思います。

こんにちは。
ロケットの速度というのは「時間に比例」し、「燃料の重さに反比例」して速くなります。ですから、どのようなタイプのロケットでも最初はゆっくりと上がり始め、しだいにその速度を上げてゆきます。ロケットに限らず、飛行機でも自動車でも速度を上げるときはみな同じことで、このような物体の運動を「加速度運動」といいますよね。
ロケットが地球の重力を降り切って軌道に到達するためには、だいたい秒速8Km程度「速度」が必要になります。そして、最初は速度「0」から始まり、何秒でこの「...続きを読む

Qロケットがまっすぐ上に行くのはなぜ?

風船をふくらませてそのまま手を離すと空気が勢いよく出てその反動で飛んでいきます。コースはめちゃくちゃで、弓矢のようには飛んでいきません。その点、ロケットは、種子島などの打ち上げのニュースなどを見るとあまりふらつかないでゆっくり、まっすぐ発射されているように見えます。あれはなぜでしょうか。
風船に比べてとても大きくて重いので安定性があって特に何もしなくてもちゃんとまっすぐ飛んでいくのでしょうか。それとも実は細かく姿勢を直しているのだけどニュース映像ではそこまで見えないのでしょうか、それとも他に何かあるのでしょうか。知っている方いたら教えてください。

Aベストアンサー

こんばんは!

>『ロケットがまっすぐ上に行くのはなぜ?』
>その点、ロケットは、種子島などの打ち上げのニュースなどを見ると
>あまりふらつかないでゆっくり、まっすぐ発射されているように見えます。
>あれはなぜでしょうか。

宇宙に行く場合、つまり地球の引力から離れるためには
「最低速度で地球からの離脱速度が、秒速約12キロメートル」

人工衛星のように地球を周回させる打ち上げ速度は、
「最低速度で地球からの離脱速度が、秒速約8キロメートル」と言う、
驚くほどの高速度が必用と計算上分かっています。
中学もしくは高校の物理の時間に学習しませんでしたか?

それでも機体重量が大きいので発射直後は、
一定の速度に達するまで加速が緩やかなのです。
つまり機体が一定の加速度に達するまでゆっくり上昇しているので、その様に見えるのです。

>それとも実は細かく姿勢を直しているのだけど
>ニュース映像ではそこまで見えないのでしょうか、
>それとも他に何かあるのでしょうか。知っている方いたら教えてください。

ロケットは微妙な姿勢制御技術の完成があってこそ完成したのです。
姿勢制御原理の初歩的な理解を得られるよう簡単な説明を試みます。

ロケットは、実に簡単な原理を応用して姿勢を制御しています。
ただし、制御機器としては実に精密な構造で、
その性能は製造国の最高の科学技術を網羅した製品と言っても過言ではありません。

『地球ゴマ』て、ご存知ですか?
以前私も所有していたので探したのですが出てきません。
出てきたら画像を添付しようと考えていたのですが、
下記アドレスで形状とその原理を確認してください。
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E5%9C%B0%E7%90%83%E3%82%B4%E3%83%9E

本来の話題に戻ります。
『ジャイロ効果』と言って、
「独楽が回転しているときは、外部から力が加わらない限り、一定の方向を向く」
この物理法則を利用しているのです。

ロケット搭載した器機(ジャイロスコープ)のスイッチをオンにして、
発進すると機体内部で発進時の固定された方向を常に自動的に一定に示し続けます。

ところが、機体が傾くとその差をジャイロスコープが検出します。
その機体の傾きを自動的にコンピューターが計算し、
ロケットの噴射口の吹き出す方向の角度を微妙に変えて、
随時傾きを修正しながら定められた飛行計画の進行方向に向け、
飛び続けるから直進飛行ができるのです。

ご理解いただけたでしょうか。
この回答が、ご質問者様の問題解消につながり、
尚且つ知識の一端に納められ、後日必要な時にご質問者さまのお役に立てば幸いです。

最後に『お願い』です。
貴重な時間を割いて回答をしています。
この回答でご質問に対する問題が解消できましたら、
速やかにここのルールに従って、
「回答への補足」「回答へのお礼」などと共にポイントを付けて、
次回の質問でも多くの回答をいただけるように、
回答いただいた方々にも感謝を配慮して対処してください。
できれば読後のご意見など感想をいただけるとありがたいですね。

冗長な回答になりました。
誤字脱字などある場合は、機知にてご判断いただきご笑納ください。

なお、回答後の「お礼」「補足」での再質問には、お答えいたしておりません。
その場合は、再度の新規質問でおねがいします。

こんばんは!

>『ロケットがまっすぐ上に行くのはなぜ?』
>その点、ロケットは、種子島などの打ち上げのニュースなどを見ると
>あまりふらつかないでゆっくり、まっすぐ発射されているように見えます。
>あれはなぜでしょうか。

宇宙に行く場合、つまり地球の引力から離れるためには
「最低速度で地球からの離脱速度が、秒速約12キロメートル」

人工衛星のように地球を周回させる打ち上げ速度は、
「最低速度で地球からの離脱速度が、秒速約8キロメートル」と言う、
驚くほどの高速度が必用と...続きを読む


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