引力って？

質問

単なる興味本位の質問です。

宇宙のしくみが書かれた本を読んだのですが、宇宙には引力があって互いに引き合っているということが書かれていました。
地球と月、地球と太陽、銀河どおし等。。。
星空を見上げても果てしなく遠い物どうしで引き合っているというのはすぐには信じられないのですが一体どれ位の引力で引き合っているものなのでしょうか？
引力の単位も知らないのですが、できれば具体的な物に例えて教えて頂けると理解しやすいと思います。

回答No.2

iapetus · ベストアンサー

引力とは、一般相対性理論により、質量がもたらす時空の歪み（縮み）により、その他の物体とが相互に受ける力のことです。
ニュートンの提唱した「万有引力」は、その近似式ですが、その誤差は小さく問題にならないので、ここでは、物体間に働く力を、万有引力という表現で統一します。

結局、「万有引力」なのですから、引き合うものの質量が小さければ、引力も小さくなりますし、双方の質量が大きければ、大きくなります。
また、磁力のうちの磁気引力などの他の力と同様に、その強さは、引き合うもの同士の距離の二乗に反比例します。

また、重力は、加速度そのものです。
宇宙空間で、ある惑星の傍に宇宙船が停止することができたとしたら、その船内では自分の体重を感じますし、重力が及んでいない場所を宇宙船で加速していても、床に身体が押しつけられます。
その何れかが、重力なのか加速度なのかは、窓もなくエンジン音も無ければ、宇宙飛行士にそれを区別することはできません。
なので、星が持つ引力を、重力加速度といい、地球上で働く引力を、１G（Gravitational acceleration）といい、さらにその大きさは、約9.8m／s^2（s^2は、s（秒）の二乗））です。

また、物を動かす力の大きさの単位を、N（ニュートン）といいます。
誰かの手を引いたときに働く力、自動車が加速するとき車輪が生む力、星同士が引き合う万有引力、これらはN（ニュートン）という単位で表されます。
N（ニュートン）は、1kgの物体を、1m/s^2の加速をさせるだけの力、と定義されています。
よって、地上における1G = 9.8m/s^2の重力加速度においては、1kgの物体には、9.8Nの重力が掛る、即ち、その力で地球と引き合っている、と表現します。

ニュートン（力の単位）
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%8B%E3%83%A5%E3%83%BC%E3%83%88%E3%83%B3

力の比較
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E5%8A%9B%E3%81%AE%E6%AF%94%E8%BC%83

実は、上の「力の比較」にあるように、１N（１ニュートン）という力が、地球とリンゴ１個の間に働く力に概ね等しい、となっていますが、実際にはりんごは300gくらいあるので、きっちり300gなら、リンゴと地球は、0..3×9.8＝2.94Nの力で引き合っています。

これは、万有引力の公式として、次のリンクにある式に定義されています。

万有引力の計算式は、次のリンクを参照してください。
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E4%B8%87%E6%9C%89%E5%BC%95%E5%8A%9B#.E3.83.8B.E3.83.A5.E3.83.BC.E3.83.88.E3.83.B3.E5.8A.9B.E5.AD.A6.E3.81.A8.E9.87.8D.E5.8A.9B
計算結果のSI単位が何になるんだっけか・・・。N？。すみません。肝心のところが未確認です。

さて、結論ですが、先ほどの「力の比較」のリンクに、答えが書いてあります。

地球と月の間に働く引力　1.98×10^20 N

地球と太陽の間に働く引力　3.5×10^22 N

すんごい力ですね。

お礼

すんげーーーーーー！！
思わず叫んでしまいました(笑）

いやー本当に凄い力が働いているんですね。
凄すぎてイメージが沸きません。

以前から何で点にしか見えない惑星が公転しているのか不思議でしたがこんなに凄い力なら納得です。
恒星間や銀河間ではもっと凄い引力なのでしょうか・・・

ありがとうございました。

他の方からも情報が頂けるかも知れないので締め切らずにもう少し情報を待ってみます。

回答No.1

nananotanu

すべてのものは引っ張り合っています。
これを書いている私と、コレを読んでいるあなたも引っ張り合っています。なのにくっつかないのは、地球がそれぞれを引っ張る力のほうが大きいから、それぞれが地面に向かって縛り付けられているようなものだからです。

さて、あなたが10kgのお米を50cmだけ持ち上げた時にかかる「重み」はイメージできるでしょうか。
引力の大きさは重さ(より厳密には質量)に比例するので10kgが大きくなっても小さくなってもそれに比例して引力は大きくなったり小さくなったりします(これは引っ張っている側の地球の質量にも比例します。重い星ならそれだけ引力は大きくなりますし、最初の話で言うなら、あなたを、地球と私が引っ張る力を比較すると、後者がとてつもなく小さい事がわかるでしょう？：地球に比べ、私がメッチャ軽いから(信じてください、そこまでおデブではありません:P))
一方、引力は距離(厳密には、重心同士の)の二乗(同じ数字を2個掛け合わせた値)に反比例します。離れれば離れるほど小さくなるんですね。だから、遠くの銀河が地球に引っ張られて落っこちてくることは無いと思います(運動でキャンセルされている面も有りますが、割愛)。

後半の距離云々は、重心同士の距離であることに気をつけてください。先のお米の例で言って、100cm持ち上げたら1/4(すなわち、1/2×1/2)になるのではありません、地面からの距離で。
あくまで重心(大まかには地球の中心)からの距離なので、ざっと地球の半径が加わりますから、50cm→100cmになっても、距離の変化は微々たるものです

お礼

ご回答ありがとうございます。
距離の２乗に反比例するというのは本にも書いてあったのですが
「で、結局どれ位なの？」というのがさっぱりイメージできませんでした。

地球の重さ=6,000,000,000 兆トン
太陽の重さ=地球の重さの３３万倍
地球と太陽の距離=1．50 x 10^11メートル
地球から一番近い星=ケンタウルス座アルファ星
[ケンタウルス座アルファ星]
距離=4.365 ± 0.007 光年
質量=1.100 / 0.907 / 0.1 地球質量

自分で計算してみようと思い、途中まで調べたのですが挫折しました。（涙）

・地球と太陽
・太陽と近くの星
・銀河系と近くの銀河

誰か答えを教えてください。m(__)m