すごい力で「もの」を投げたら地球1周できる?!-宇宙エレベーターをめぐる「宇宙の物理」(8)

 少し難しい話もありましたので、今日はもう少しイメージしやすい別の話をいたします。

 例えば、子どもがボールを投げたとします。少し飛んでいって落ちますよね。
 同じボールを大人が投げたとします。子どもより力が強いので、もう少し遠くまで飛んで落ちるでしょう。
 さらに、ボールを鉄砲のようなものに詰めてバーン!と撃ったらどうでしょう?人の力より遥かに大きな力が働き、ボールはさらに遠くに飛ぶでしょう。

 この発想を膨らませて、
「ものすごくパワーのある大砲にボール詰めて撃ったらば、ボールは落ちずに自分の所に戻ってくるのではないか?」―なんて考えたりして(笑)。

 でも笑い事ではありません!実はこの考え方こそ、人工衛星をきちんと地球の周りを回すための物理的根拠である「宇宙第一速度」の基本です(^-^)。


簡単な図でご説明します。砲台から砲弾を射出することをイメージしてください。
第一宇宙速度
この図はWikipediaの「宇宙速度」の説明から引用したものです。
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E5%AE%87%E5%AE%99%E9%80%9F%E5%BA%A6

地表から水平に打ち出された砲弾は重力に引かれて地表に落下します (A)。
射出する際のパワー(速度)を上げても、いつかは地表に落下するでしょう (B)。

しかし、ある一定速度で打ち出されたものは、落ちずにずっと回り続けます。
この「ある一定の速度」が「第一宇宙速度」です。
宇宙第一速度で打ち出された場合は人工衛星となって地球の周りを回り続けることができるのです (C)。

これは、砲弾に対する地球の引力(重力)と、砲弾が外に向かう力(遠心力)がつりあっているから回り続けることができるのです。

図の(D)と(E)については余談になりますが、宇宙の神秘?!ということで後日改めてご説明いたします。

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