宇宙ごみの速度

質問

宇宙ごみが問題となっています。
最近も、船外活動中の国際宇宙ステーションのクルーが工具を入れたリュックを落として問題となりました。
宇宙ごみは毎秒数kmの速度で飛んでいるので危険だと書いてあります。
宇宙に飛び去ったリュックの速度は宇宙ステーションの速度だと思いますが、船外活動しているクルーも同じ速度を持つと思います。
なぜ、クルーもリュックも同じ速度を持つのにリュックが掴むまもなく飛び去るのでしょうか。
理解できません。どなたか教え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.4

enraku-5th · ベストアンサー

横レスですが、
＞ 永久に加速を続ける
というのは誤りです。
慣性の法則とは、新たに別のエネルギーが与えられない限り「同じ運動を続ける」法則です。
加速（減速）とはエネルギーを与えられる事によって運動の速度が変化することですから、慣性の法則とはもう前提からして無関係です。

一応の正解としては、その慣性の法則によって「与えられた速度で永久に等速運動を続ける」というところになります。
（まあ巨視的に宇宙空間の膨張まで考慮すれば「宇宙飛行士から見て」加速を続けていると言えないこともありませんが、それでもエネルギーを与えられているのはあくまでも空間であって、その広がっている空間の中を移動する速度そのものは一定です）
ただ実際にはその途中で宇宙空間に漂っている物質の衝突で加速されたり減速されたり、どこかの星の重力圏に入って加速されたり減速されたりしますけどね。

お礼

enraku-5th様
　深く納得しました。
宇宙で手を離してしまったリュックは与えられた速度（もともと持っていた宇宙ステーションの速度＋手から離れたとき与えられた速度）で永久に等速運動を続けるのですね。
ありがとうございました。

回答No.3

enraku-5th

＞ リュックが掴むまもなく飛び去る

http://www.youtube.com/watch?v=vO-eSSamEmQ
手によって与えられた初速で、「ふわふわ飛んでいって」いるようにしか見えませんが‥‥？

なお周回方向と逆に飛んでいってしまった場合は当然ながら遠心力が落ちる事になり、それはすなわち地球の重力方向への加速（＝落下）が始まる事を意味します。

お礼

enraku-5th様
　この件の動画を始めてみました。
おっしゃるとおり手によって与えられた初速で、「ふわふわ飛んでいって」いるように見えます。ありがとうございました。

回答No.2

arain

同じ速度で飛んでいれば、速度は相対的に0であり静止状態と一緒です。単に手を放しただけでは静止したままです。
件の場合は「動かしながら」という運動が加わることになり、極端に言えば「物を投げた」「(重力がある状態で)物を落とした」と同じ状態になります。
また、無重量状態では、移動を停止するには逆向きのベクトルで同じ量の運動エネルギーが必要になります。
どこかアニメのように「瞬時に振り返って」などという芸当はできません。
従って、気づいたからといってすぐに反応してとれるわけではありません。

お礼

arain様
　あの件は単に手を離したのではなく作業中だったので「動かしながら」手を離したので力（新たな速度）を与えたことになるのですね。
ありがとうございました。

回答No.1

ths01

こんにちは。

まず宇宙空間での作業はかなりの制限を持つことになります。
命綱の範囲は非常に制限され（もし、一瞬でも外れれば生き残ることも見つけて貰うこともできません）、また分厚いスーツを着ているので動きにくいです。

また本題はここからですがリュックが手を離れ、デブリになると慣性の法則から永久に加速を始め、最初期では信じられないほど高速になります。

動きにくいプラス慣れない宇宙空間、さらには永久に加速するという地上では体験できないことが重なり、リュックを掴めなかったとなります。

お礼

ths01様
　手を離すとき作業中だったので力が加わり加速度がついたということは分りましたが、手を離れても（力が加わったのは一瞬で、その後は力が加わっていないと思うのですが）永遠に加速を続けるのですか？
力と加速度の関係が理解できていないのでこのような疑問が出るのだと思います。
素人に分るように教えていただけたら大変うれしいです。
よろしくお願いいたします。