重力圏外？

質問

スペースシャトルやミールは地上300km～400kmを飛ぶということで、もちろん地球の重力をまともに受ける圏内だと思うのですが、無重力状態になっているのは重力加速度と同じ加速度で落ち続けているからだということで一応納得しています。
重力の作用は距離の２乗に反比例して減少しますが、地球をどのくらいはなれるとその影響を無視できるのでしょうか。
月に行くロケットは第２宇宙速度で地球の重力を振り切るので、そのロケットの中は真の？無重力状態と言えるのでしょうか。
どなたか理科の知識のないものにも分るように説明していただけないでしょうか。
よろしくお願いいたします。

回答No.1

noname#58790 · ベストアンサー

一応、ひまわりで作成しました。
急遽改造終了。
http://kujirahand.com/himawari/

第一宇宙速度、
第二宇宙速度、（ｋｍ/ｓ）
人工衛星の高度での重力（ニュートン）
までは出ます。

高度５００キロでは、
地上の９．８Nと殆ど変わりません。

地球の半径（６３７８.１５（キロ））を入力すれば
１/４になりますね。
９．８/４＝２．４Nですね。

人工衛星の速度Vについては、
遠心力の公式を使います。

上の結果から、半径が出ます。
重力＝遠心力です。
質量を１（ｋｍｓ単位）とすれば隠されたVは出ます。
が、これは質問にはありませんでした。（笑）
どうぞご自分で。＾＾

ここからです。

’第一第二宇宙速度を求める。
重力定数は、０．０００００００００６６７２５９
質量は、５９７４２０００００００００００００００００００
地球半径は、６３７８１５０

第一宇宙速度１は、（重力定数*質量）/地球半径
第一宇宙速度２は、SQRT(第一宇宙速度１）
第一宇宙速度は、第一宇宙速度２/１０００
第一宇宙速度を、表示。

第二宇宙速度は、第一宇宙速度*SQRT（２）
第二宇宙速度を、表示。

「人口衛星の高度を入力して下さい。（キロ単位）」と、尋ねる。

高度は、それ*１０００
高度を、表示。

半径は、地球半径＋高度
半径を、表示。

重力は、（重力定数*質量）/（半径*半径）
重力を、表示。

お礼

adw-19様
ていねいなご回答感謝いたします。
「ひまわり」という日本語プログラミング言語を始めて知り、感心しました。たしかに、日本人が日本語でプログラミングできたら一番自然だと思います。
ありがとうございました。

回答No.2

pochi2tama

自分の専門外ではありますが。

たとえば無重力状態は自由落下以外に重力と遠心力のつりあった状態(例えば人工衛星の軌道と飛行速度)で再現できるのではないでしょうか？

> 重力の作用は距離の２乗に反比例して減少しますが、地球をどのくらいはなれるとその影響を無視できるのでしょうか。
遠距離になれば数学的に限りなくゼロに近付きますがゼロにはならないでしょう(量子力学等はわかりません)。が、例えば別の天体との間に、重力がつりあう場所があれば無重力状態(どの方向にも力が働かない)場所はあると考えられます。(例えば地球と太陽の間のどこか等。地球の公転は考慮していません)

お礼

pochi2tama様
万有引力はすべての物体のあいだに働いているので、どの力がつりあって無重力状態になっているかというのも考えると難しいということが分りました。
ありがとうございました。