町人思案橋・クイズ集

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zoom RSS 重力が地表の1%になる距離はどのぐらい?

<<   作成日時 : 2014/12/19 14:27   >>

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★科学★
問題:以前に、質量1kgの球を2つ準備し、1m離れた無重力の宇宙空間に置いたらどのぐらい時間が経過してから衝突するかというクイズを出題いたしました*1。答は26.7時間後だそうです。ただし、球の大きさは考慮しません。中心と中心がぶつかる時間です。
■互いの重力で引き合い、やがて衝突するわけですが、距離が離れるとそれだけ引き合う力も弱くなります。もし他の条件が同じで距離を2mにすると、75.5時間後になるらしい。
■地球と他の物体のあいだでも引き合う力は働きます。ご存知のとおり、地表ではけっこう大きな力ですよね。5m弱の高さから物を落とすと、1秒後には地面に衝突することになります。20m弱の高さから人が誤って落ちると2秒後にはとても痛い思いをするらしい*5。というか、死んじゃうのかな。
■重力があるので物と地球が引きつけあうらしい。どんどん離していくと、つまり上空へ上空へと舞い上がっていくと、重力はだんだん弱くなります。気がついたら地表の1/100ぐらいまで重力が弱まっていたとしましょう。そこは地表からどのぐらい離れた地点でしょうか? いちばん近い数字を次の中から選んで下さい。
[い]約100km
[ろ]約1000km
[は]約1万km
[に]約10万km
[ほ]約100万km
(答えはずっと下↓ スクロールして下さい)

























★科学★
正解:[に]約10万km
説明:細かくいうと、約7万kmだそうです。地球半径の10倍ほどの高さらしい。このぐらい離れると地球の引力は地表の1%になるとのこと*2。
■宇宙のニュースがお好きなかたは「おやっ?」と小首をかしげるかもしれません。国際宇宙ステーション(ISS)の中の様子が、ときどきニュースとしてテレビなどで伝えられます。たしか、あの内部ではほとんど重力はありませんでした。無重力状態だからこそ、若田光一(こういち)宇宙飛行士による綱引きの実験とか腕相撲の実験などが楽しかったですね*3。また、ロウソクの炎が丸くなったりするのを目にすることができました。
◇*HP「無重力 ろうそく 炎 丸い - Google 検索」(画像)
https://www.google.co.jp/search?q=ISS+%E3%82%8D%E3%81%86%E3%81%9D%E3%81%8F&hl=ja&rlz=1T4GGHP_jaJP523JP523&source=lnms&tbm=isch&sa=X&ei=0onDU4L7NYjd8AXSvoLwBQ&ved=0CAkQ_AUoAg&biw=1920&bih=1025&dpr=1#hl=ja&q=%E7%84%A1%E9%87%8D%E5%8A%9B+%E3%82%8D%E3%81%86%E3%81%9D%E3%81%8F+%E7%82%8E%E3%80%80%E4%B8%B8%E3%81%84&tbm=isch
■ISSは、地表から約400kmのところを周回しているはずです。地球半径の6%ぐらいだそうです。7万kmで1/100だとすれば、その約0.6%、400kmのISSではかなりの引力があるのではないか? あなたの疑問は正しいようです。「ISS内の重力は地表に近い」らしい*2。でも、「ステーションが地球の周りを回転し、遠心力が発生します。この遠心力が重力とつりあって打ち消すために、無重力と感じる」のだそうです*2。
■無重力状態をつくりだすために、飛行機で急降下するという方法があると聞きます。好奇心旺盛な人のために、商売としても登場しているらしい*4。物が落下する速度とおなじ速度で飛行機を急降下させると、擬似的に無重力状態がつくれるようです。
■ISSの無重力状態も、いわば擬似的・人工的(?)なものだったようです。いやぁ、知りませんでしたね。
◆参考*1:HP「無重力の空間に置かれた2つの1kgの物体。いつ衝突するの? 町人思案橋・クイズ集/ウェブリブログ」
http://blog.q-q.jp/201402/article_17.html
◇*2書籍「珍問難問宇宙100の謎」初版16〜17頁、福井康雄監修、ISBN978-4-8083-0901-5、東京新聞出版局
◇*3HP「おもしろ宇宙実験:JAXA宇宙飛行士によるISS長期滞在 - 宇宙ステーション・きぼう広報・情報センター - JAXA」(実験の動画・静止画があります)
http://iss.jaxa.jp/iss/jaxa_exp/wakata/omoshiro/
◇4*HP「飛行機で無重力を体験 ヨーロッパで初の一般向けフライト|ADVENTURE|SOUL|Faust A.G.」
http://www.faust-ag.jp/soul/adventure/soul142.php
◇*5HP「自由落下(時間から計算) - 高精度計算サイト」
http://keisan.casio.jp/exec/system/1204505721

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コメント(2件)

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月や火星に行くのは、まだ難しいようですが、せめて、ちょこっと宇宙に行って無重力というのは味わってみたいですね。
ねこのひげ
2014/12/23 08:43
コメントをありがとうございます。

 素町人は擬似的に1週間に2〜3回ぐらいは無重力状態を味わっています。単にプールで泳いでいるだけなのですけど。
 他人はそれを溺れているようだと評しますが、なんといわれようと、それはクロールであり平泳ぎであり、重力はまるで感じない状態ではあります。
(^^;)
ねこのひげ様<素町人
2014/12/23 14:52

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