気球に乗って宙に浮いていれば動かなくても世界一周出来るの？

質問

先日親戚の七歳の子供と地球儀で遊んでいて地球が自転する事を教えてあげた時のことですが、もし気球に乗って空中で動かないでいたらアメリカとかヨーロッパが向こうからやってくるの？と聞かれ返事に困ったしまいました。地球の自転を利用して気球などで空中に浮かんでいるだけで世界一周出来るね、などとその時は誤魔化しましたがそれが本当に可能なのか僕も分かりませんでした。多分小学校の理科のレベルの問題でしょうがどなたかご存知の方いましたら教えてください。

回答No.7

bardfish

地球の自転速度は赤道上で時速 約1700Kmです(さて、音速より速いでしょうか遅いでしょうか？)。
空中に浮かんで地球一周するには地球の自転方向とは逆方向に時速1700Km以上で移動しなくてはいけません。

地球のまわりにある人工衛星や静止衛星のことについて調べるとより面白いですよ。

したがって、この問題は小学生理科レベルであったとしても突き詰めると非常に奥の深い学問にもなり、相対性理論/特殊相対性理論も絡んできます(コレはGPSの時間的誤差について調べるとわかると思います)。

参考URL：

http://ja.wikipedia.org/wiki/%E8%87%AA%E8%BB%A2

お礼

ご回答ありがとうございます。
なるほど・・・音速よりも早くかっ飛ぶことになるんですねぇ。
甥に地球と一緒に人間も時速1700ｋｍで動いてるんだよ、と教えたら
じゃぁ新幹線なんか簡単に追い越せるねって言われて吹き出しちゃいました。

回答No.6

debukuro

日本の上空５０００メートルくらい（変背ウ風袋）に気球で浮かんでいれば東向きに流れて行き地球を一週できます
１２０００メートル以上（成層圏）ならどこでも東に流されて地球を一周できます

お礼

ご回答ありがとうございます。
参考になりました。

回答No.5

rimurokku

地表の空気は地球と一緒について回っており、空気がある空間も地球と一体であると認識して下さい。
それは、地上と空気との間には摩擦抵抗が働き、摩擦抵抗のない宇宙空間は空気の移動を阻害しないので、地球の動きに合わせて空気も付いて回って居るからです。

では、空気抵抗のない高い空まで上がればどうでしょうか。
残念ながら、空気のないところまでは気球は上がれません。
仮に気球でない物で（ロケットなど）空気のないところ（大気圏外）まで上がることが出来（地球に対して）その位置でとどまれば、一日で地球一周できることになります。
ごらんになっている地球儀は、お子様が宇宙空間でとどまって見ていることになりますから、地球の回転に関係なく移動できることになりますね。
なお、ごらんになっている地球儀（３０センチ程度として）に対して空気のある層の厚さは数ミリ程度であり、空気といえども重さや抵抗があり地球に張り付いている物体が、地球回転と共について回ることも理解できるでしょう。

他に、他の方の回答にもありますが、上空には地球回転に逆らって高速の風が（偏西風等）吹いているところがあります。
その風に乗れば、高速で移動することになります。
あくまでも宇宙空間にとどまっているのとは違いますが、地上から見れば高速の風に吹き飛ばされていることになります。

お礼

ご回答ありがとうございます。
最初はわりと幼稚な質問で気恥ずかしかったのですがここまで
深く皆さんに説明していただけると子どもより僕のほうが
地球と宇宙の仕組みなんかにハマってしまいそうです（笑

回答No.4

noname#81859

いいえ、そうは簡単にいきません。
仮に宙に浮くだけで自転から免れることができるのであれば、浮いた物体は時速1600km程で地面とは反対方向にながれるわけで・・・・よくある手を離した風船がそんな猛スピードでは吹っ飛んでいかないですよね？
これはつまり「空気ごと自転にそって動いている」からなんです。
つまり地面立っているだけでなく、空に浮かんでいても自転影響は受けます。

お子さんには説明が難しいかもしれませんが・・・・「お空も地面と一緒に動くんでダメなんだよ」とでもお伝えください。

なお、実際には上空には偏西風やらジェット気流やらが常時流れてますので、（理由が異なりますが）浮かんでいるだけでも移動することはします。

お礼

早速のご回答、ありがとうございます。
なるほど・・・大気も地球と同じように動いてるわけですね。
納得できました。子供には次回会った時に843nrさんの
「お空も地面と一緒に動くんでダメなんだよ」を使わせて
もらいたいと思います。ありがとうございました。

回答No.3

ozunu

「動かない」ならヨーロッパは向こうから来ますが、気球に乗っているにせよ地上から見るにせよ、「気球が猛スピードでかっ飛んでいく」ように見えます。
宇宙からしかるべき条件下で見ないと気球が「静止している」ようには見えないんじゃないかな。
まあ、これはどのような系に対する運動の記述かって問題だよね。

お礼

ご回答ありがとうございます。
たいへん参考になりました。今まで考えてみもしなかった事を
子供から突然質問されたりすると自分の無知さ加減に気づかされます（笑

回答No.2

chie65536

「偏西風」「貿易風」について調べてみるとよろしいかと。

お礼

ご回答ありがとうございます。
確かにそうですね、これを機会に自分で調べて子どもにもっと
詳しく教えて上げられればと思います。

回答No.1

Tacosan

地上にいれば自動的に自転しますから, 単純に「浮かぶ」だけではだめで, 自転の速度を相殺する必要があります. また, 自転を相殺すると風が吹くので, この風の分も打ち消す必要があります.
この 2つができれば「アメリカやヨーロッパが向こうからやってくる」ことになりますが, 打ち消すためにはほぼ間違いなく動力が必要だと思います.

お礼

ご回答ありがとうございます。
空気も地球と一緒に動くわけですからそれに逆らうにはやはり
それなりの動力が必要なんだということが判りました。