宇宙空間で、一定速度で動くのと、加速しているとき、重力は？

質問

宇宙空間で、宇宙船が（１）動いていないとき、（２）一定速度で動いているとき、（３）加速しているとき、では、船室の中で無重力状態なのか、そうではないのか、それぞれ教えてください。

回答No.6

noname#74145 · ベストアンサー

話を簡単にする為に他の天体の重力などの影響は無視し、ロケットエンジンの音や振動も無視できるとして。つまり思考実験です。

（１）動いていないとき・・・宇宙船本体に対して人間は何の力も受けません、中でフワフワ浮いている状態ですね。

（２）一定速度で動いているとき・・・慣性運動、つまり惰性で動いている場合は宇宙船と人間が全く同じ状態で動いているのですから相対速度はゼロ、つまり何も感じません。つまり（１）の状態と全く区別は付かず又必ずしも等速直線運動でなくてもかまいません。つまり前提とは少し異なりますが近辺に天体があってその重力によって軌道が曲げられても人間には（１）と区別が付きません。実際地球周回軌道のスペースシャトル内ではその状況が起きています。

（３）加速しているとき・・・加速度の世界では人間は重力場に居るような状態になります。と言うか重力場そのものでcliomaxiさんの言う『等価原理』ですね。その世界では人間は宇宙船の後方に押し付けられその壁を床として認識し、その上を普通に歩けます。ちょうど地球上に居るのと全く同じ状態で原理的に天体の重力との区別はできません。
手に持ったサイフを離せば普通に床に（壁に）落ちます。

以上私が乗った時の体験をお話しました（笑

回答No.5

sanori

重力に逆らわないで自由落下すれば船室の中は無重力になります。
真っ直ぐ落下するときもそうですが、
円軌道、たとえば、スペースシャトルが地球の周りを円運動しているときもそうです。
重力の源の周りを回る円軌道運動は、自由落下の一種なんです。

（１）動いていないとき
→重力に逆らって静止しようとしていれば、船室内では、その重力を感じます。

（２）一定速度で動いているとき
→重力に逆らって等速直線運動をすれば、（１）と同じです。
　重力に逆らわずに一定速さで公転する場合は、上記の説明のとおりです。

（３）加速しているとき
→重力加速度以外で加速する場合は、船室内は、「重力加速度＋宇宙船の加速度」を感じます。

なお、本回答、
私は宇宙船に乗ったことがないので、「経験者」ではなく「一般人」にしておきます。（笑）

回答No.4

cliomaxi

補足です。
ANo.3の回答で(2)に関しては「等速直線運動」だと加速による力を受けない事になりますが、円運動になると「遠心力」により見かけ上の重力を発生します。
映像的には2001年宇宙の旅のディスカバリー号の船内シーンやガンダムのスペースコロニーなどが有名です。

回答No.3

cliomaxi

加速で生じる力と重力は同じものではありません。
重力とは基本的には天体から受ける力の事です。
しかし「等価原理」と云って、重力と加速で生じる力は同等と言うことになります。
ですから(1)(2)(3)共、天体からの影響を全く受けないほど(厳密にはあり得ない)離れていると仮定すると「重力」はほぼ0です。

これを「加速によって生じる力」に置き換えると、当然(3)のみ力を受ける事になります。
これは別に無重力空間でなくても同じです。
車に乗っていて停っている時は加速による力はありませんが、加速すると力が生じます。
一定の速度で走っている時は停止している時と同じになります。
これは普通に経験する事です。

回答No.2

noname#26663

専門家さんがちゃんと教えてくれるよ。＾＾
（めった来ないけど。）
http://stwww.eng.kagawa-u.ac.jp/~s05g413/unit.html

１Ｇは、９．８ｍ/ｓ２なんで、
加速度が何キロかで計算出来るよ。＾＾
（秒に直してね）

ｓ＾２は、ｓではありません。
１２０ｋｍ/ｓの速度では、ｓ２でないので加速度は０です。
１Ｇは、９．８ｍ/ｓ２なんで０Ｇです。

回答No.1

debukuro

（１）動いていないとき、何に対してですか？
（２）一定速度で動いているとき、何に対してですか？
この二つの状態を区別することは出来ません
エレベーターが一定速度動いているとき揺れることを除けば上がっているのか下がっているのか止まっているのか区別できないのと同じです
このような状態にあるものを相対論では慣性系といい止まっているか動いているかを区別しません：無重力状態です
観測者が居る慣性系を特に静止系といって区別しています

加速度を受けているものを加速度系といいます：重力が働いています