宇宙ステーション等、地球等の天体の周回軌道上にある物は無重力状態になりますが、何故でしょうか。自由落下を行っている物体は無重力状態となりますよね。それは地球の引力が物体に下向きに加速させる力があるので、その力に逆らわない様にしている(落下している)物体は加速しており、引力がうち消され無重力になるのはわかります。落ちてこない人工衛星やスペースシャトル等は加速しているのでしょうか?円周上を等速で移動しているはずですが、円運動は何故「加速」と同じなんでしょうか?いまいちよくわかりません。暇なときに回答下さい。

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A 回答 (3件)

円運動が加速と同じであることについては、加速度の定義を思い出していただけたら明らかです。


「速度ベクトルの時間微分=加速度ベクトル」でしたね。
つまり速度ベクトルの大きさが変わらなくても、向きが変わるだけで加速度が生じたことになるのです。

で、ご存じのように円軌道は直線ではありません。つまり、円運動は常に速度ベクトルの向きが変わることになり、すなわち加速していることになります。

しかし、円運動では中心方向に加速されているのに、物体と円の中心の距離は常に一定ですね。この距離は、物体が円の接線方向へと飛び出そうとする慣性が、中心方向への加速度によってうち消すことによって、一定にされてます。これは、”円運動している座標”(回転座標系)から見ると物体は、見かけ上、力がかかっていないように見えることを意味します。

スペースシャトルで地球を回っている宇宙飛行士自体は、回転座標系にいるので自分が加速されてることを気づかないでしょうね(つまり無重力状態)。加速していると感じるのは、軌道を変えたときです。
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この回答へのお礼

大変わかりやすくご回答していただきありがとうございました。よくわかりました。

お礼日時:2001/04/30 00:37

エンジンを止めているスペースシャトルなどの衛星は、常に地球に向かって「落ちつづけている」(自由落下)から無重量状態になります。

エンジンのかかった状態ではGがかかり、無重量状態(重力がなくなるわけでないので、無重力でなく)にはなりません。(ミールを落とすときには、エンジンでブレーキをかけていました。)

 ニュートンがリンゴの落ちるのを見て発見した、といわれているやつです。
 リンゴを前方に投げると、放物線を描いて落ちる。投げる速さをだんだん増すと、だんだん遠くに落ちる。地球は丸いから、ある速さを超えると(秒速7kmでしたか)、地球をぐるっとまわってもとのところに帰ってくる。で、そのまま回りつづける。(空気抵抗などがなければ)

 放物線をえがいて落ちている間も、無重量状態です。
 (「遠心力」というのは「見かけの力」ですが)
 
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この回答へのお礼

回答ありがとうございました。

お礼日時:2001/04/30 00:36

私のへっぽこ高校物理(今だと物理(2)Bあたりかな?)では万有引力定数(だったかな?)をGとして、質量m、速度vの衛星が半径rで円運動するために必要な向心力f=m(v^2)/rと質量Mの地球に引かれる引力F=GMm/(r^2)とが一致すればいいのでv=(GM/r)^(1/2)の速度で飛ぶとで円運動することになるのかな?


(式間違ってたらごめんなさい…)
簡単にいうと遠心力と重力がつりあっているということでしょうか。
詳しくは高校3年生ぐらいの物理を習うかもっと詳しい人に聞いてください。
下のリンクはかなり怪しい(?)気がしないでもないですけど感覚的にはわかりやすいと思います。

参考URL:http://hp.vector.co.jp/authors/VA018633/mna017.htm
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この回答へのお礼

素早い回答ありがとうございました。高校の時の物理の本を引っぱり出して勉強し直そうと思います。

お礼日時:2001/04/30 00:35

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【天文学・宇宙は無重力ではない】宇宙が無重力(0G)と言っている人は無知だと言われました。

重力の始まりは宇宙であり、地球上に重力があって、重力の起源である宇宙に重力がないというのは普通に考えるとおかしいと気付くはずだ。と言われて、ああ、なるほど。と思いましたが、宇宙は無重力。宇宙で無重力を体験しようとテレビとかで言ってますよね。まさかテレビが専門家の助言を得て制作している番組が嘘を言うとは思えません。それも60年くらいずっと宇宙=無重力というデマを流し続けて気付かないわけがない。

宇宙は無重力と言っているやつは無知だ。とはどういうことでしょうか?

Aベストアンサー

重力の始まりが宇宙なのではありません
宇宙が始まって重力が発生したのです

まあ、それは横に置いて
宇宙が無重力だというのは確かに間違ってます
もの凄く小さいですが、重力はあります
それと同じくらい、真空というものは存在しません
ある一定範囲を見れば、必ず原子が漂っています

厳密な科学計算をする訳でもないのに、そこまで細かい数値を上げて
真空ではない、無重力ではない、と言う事に何の意味があるのでしょうか?
「宇宙は無重力と言っているやつは無知だ。」というのは単なる中二病で、現実問題を知らないってだけです

Q月と地球 太陽と地球にそれぞれ働く引力はどちらが大きい?

万有引力で 月と地球 太陽と地球の間ににそれぞれ働く力はどちらが 大きいでしょうか? また 特別な計算をしなくても自然現象から判断する何か方法はありますか?

Aベストアンサー

地球から太陽と月の距離は月の方が遥かに近いですね。
でも、どうでしょうね、どちらが地球への働く力が大きいでしょうね。

比べる方法として半月の時の海面水位でしょうか。
なぜなら、地球と月と太陽の関係が地球に対して90度の角度で
引力が働くと思いますよ。

なので、半月の日に比べるのが良いでしょう。
昼12時(0時)、夜12時(0時)に、
そう、太陽が真南に来た時の海面の高さと、
同じく月が真南(朝6時、夜6時)に来た時に海面の高さを
比べれば良いかも知れません。

大潮と月の言葉との関連図が
http://www1.kaiho.mlit.go.jp/KAN6/mame/topic1.html
書かれたWebページが有りました。

http://www.84p.net/tenkiya/cwf19.htmlこのWebページの中ほどに
太陽の引力は月の引力に比べて地球への影響が小さい、
というような事が書かれています。

http://www.s-yamaga.jp/nanimono/taikitoumi/choseki.htm
このWebページも見るとよいかも。

湖だとダムで水量を調整しているかも知れないので、
やはり海(港など)での海面水位の変化を見るのが良いと思います。

地球から太陽と月の距離は月の方が遥かに近いですね。
でも、どうでしょうね、どちらが地球への働く力が大きいでしょうね。

比べる方法として半月の時の海面水位でしょうか。
なぜなら、地球と月と太陽の関係が地球に対して90度の角度で
引力が働くと思いますよ。

なので、半月の日に比べるのが良いでしょう。
昼12時(0時)、夜12時(0時)に、
そう、太陽が真南に来た時の海面の高さと、
同じく月が真南(朝6時、夜6時)に来た時に海面の高さを
比べれば良いかも知れません。

大潮と...続きを読む

Q【天文学・宇宙・重力波】なぜ宇宙は真空の世界なのに重力波が伝わるんですか? 地球と宇宙は電波で通信

【天文学・宇宙・重力波】なぜ宇宙は真空の世界なのに重力波が伝わるんですか?

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地球と宇宙ステーションは電波で通信出来ずに光で通信していたらすみません。

Aベストアンサー

>真空でも振動が伝わるってことは地球と宇宙ステーションで電波で通信している。
この場合電磁波である光(光波・光子)が真空中を伝わります。光は透明な媒体ならどこでも届く。ただし速度の上限である「真空中の光速」より速くは情報は伝達出来ない。
現在のところ、この時空で相互作用を行なうに必要な力は、古典的には、電磁波、弱い力、強い力、重力、の四つしかない。力の媒体は、ファインマンと朝永先生が矛盾を解決した電磁波と弱い力が統一された電弱相互作用、強い力は湯川先生が見いだしたパイオン。問題は理論でも実際も重力を媒介する波・粒子が有る筈なのに見つからなかった。検出装置は巨大な金属柱を全ての振動から隔離し、それに多くの伸縮検出器を貼り付けたもの、それだけ。50年以上も無駄だった、だけどITが進歩し信じられない程細かい伸縮を検出出来る様になり、巨大な金属柱も作られた。でも重力子は質量が無い。なお電磁波を通信に用いるアンテナ間の電磁波も質量が無い。今回重力波・重力子が見いだされたのはほとんど運が良いとしか言い様が無い、二つの巨大な銀河系が斜めに衝突していた。多分それぞれの中には多くのブラックホールが含まれていたはず。それでようやく重力波・重力子が実在することが分かった。こいつには質量が無いので光速で飛んで来た。やっと欠落が埋まった。

>真空でも振動が伝わるってことは地球と宇宙ステーションで電波で通信している。
この場合電磁波である光(光波・光子)が真空中を伝わります。光は透明な媒体ならどこでも届く。ただし速度の上限である「真空中の光速」より速くは情報は伝達出来ない。
現在のところ、この時空で相互作用を行なうに必要な力は、古典的には、電磁波、弱い力、強い力、重力、の四つしかない。力の媒体は、ファインマンと朝永先生が矛盾を解決した電磁波と弱い力が統一された電弱相互作用、強い力は湯川先生が見いだしたパイオン。問題...続きを読む

Q重力・引力について

ふと思いついた事があります。
絶対に不可能な事ですが地球に貫通した穴を掘ります。
例えば日本から裏側のブラジル?まで貫通するまで穴を掘り、その中に飛び降りたらブラジルまでたどり着くのでしょうか?
因みにマントルやらマグマ等は無いものとします。
地球上どこに居ても地球の中心に向かって力が働いていると思ってるんですが、中心で止まってしまうと思っています。
過去に同じ質問をされてましたらすみません。

Aベストアンサー

計算式を書くと面倒なので簡単に説明します。
穴に飛び込むと地球の中心に向かって落下しますね。
中心に達しても勢いが付いていますから、中心を通り越して(重力に逆らって)どんどんブラジル側に近づいていきます。
しかし、地球の中心に引っ張られているために速度はどんどん遅くなります。
ちょうどブラジルの地表に達したときに勢いと中心に引っ張る重力とが釣り合って速度ゼロになります。
今度は日本に向かって、落下し始めます。

というわけで、ブラジルと日本を行ったり来たりする永久運動をするようになります。

あくまで空気抵抗などを無視した計算上の話です。
実際には完全に日本には戻れずにブラジル側に落下し始め、それを繰り返しながら、最終的には地球の中心で止まってしまうでしょう。

Q重力と引力の違いは?

重力と引力の違いは何なのでしょうか。

(もしくは、引力と重力の違い:ログ検索用)

素朴な疑問ですみません。

Aベストアンサー

天体の中心に向かって引っ張られる力が引力ですが、地球は自転しているために外にひっぱられる力(遠心力)もはたらいっています。重力はこの二つの力を合わせたものです。赤道付近は遠心力が大きいので、重力は小さくなります。南極や北極は遠心力が働かないので重力が大きくなります。南国に行くと身も心も軽くなるのは、暖かいからだけではなく重力が軽くなるため

だそうです。

参考URL:http://www.dspace.mitsubishielectric.co.jp/space_qa/q_16.html#


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