宇宙旋回

質問

宇宙で旋回する「急に」
には自分の質量を半分にしないといけないのはなぜですか

回答No.1

tadys · ベストアンサー

ちょうど半分というわけではないのですが。

物理の法則に「運動量保存の法則」というのが有ります。
運動量と言うのは、物体の質量とその速度を掛け合わせたものです。
式で表すと Z = M ・ V （Z：運動量 M：質量 V：速度）
運動量保存の法則とは、運動量が勝手に変わる事は無いという法則です。
物体の速度を変えるという事は運動量を変えなければならないのですが、それは法則により禁止されています。
それではどうすれば速度を変える事が出来るのかというと、自分の運動量と他の物体の間でやり取りをすればいいのです。
ここで言う速度とは方向を含めた速度です。
例えば前進から右向きに方向を変える場合は前向きの速度をゼロにして右向きの速度をプラスにする必要が有ります。
運動量で言うと、自分の前向きの運動量を何かに与えてゼロにし、右向きの運動量を何かからもらう必要が有ります。
空気中では、その何かとして空気を使う事が出来ますが、宇宙空間では空気が無いので自分の身を削って運動量を変化させる必要が有ります。
例えば、自分の身を半分にしてそれを２倍の速度で放り出せば自分の速度をゼロに出来ます。
半分にする前の質量をM、速度をVとして、質量をma、mbの二つに分割し、それぞれの速度をva
、vbとすると分割前と後の運動量はそれぞれ、
分割前： Z = M ・ V
分割後： z = ma・ va + mb・ vb
運動量保存の法則により Z = z = M ・ V = ma・ va + mb・ vb です。
ここで ma = M/2 、 vb = 0 とすると va = 2・V となります。
ma = M/4 、 とするば va = 4・V となります。
このようにわずかの質量を放り出すことで速度を変えようとすると放り出すスピードを上げる必要が有り、それだけ強力なエンジンが必要となります。

いずれにせよ、宇宙空間でヒラリヒラリと旋回するには自分の質量を削って放り出す必要が有り、その度に強力なG（加速度）を受ける必要が有ります。
宇宙空間でドッグファイトを続けるわけにはいきません。

回答No.2

noname#138193

地球の重力に引っ張られているからでしょう。
これが地球の重力圏外だったら、急旋回に掛かる圧力は極めて小さくなると思う。