巨大隕石が落下すると大きなエネルギーが発生

質問

素人の質問です。
巨大隕石が落下すると大きなエネルギーが発生しますが、同じエネルギーを発生する核爆弾と比べて質量欠損の程度は大幅に違うのでしょうか。

回答No.7

QCD2001 · ベストアンサー

巨大隕石が落下してくるとき、落下するスピードがｖであるときその質量は

Ｍ＝Ｍ０／√（１－ｖ^２／ｃ^2）

になっています。これが地表に衝突すると速度ｖが０になり質量が減少します。この質量の減少が激突の際に生じるエネルギーであると考えられます。この大きさは、核爆発などと同程度と考えられます。

お礼

なるほど、隕石の衝突であっても質量が減少するのですね。

１メガトン相当の隕石爆発の場合、
１メガトンはジュールに換算すると4.184*10^15 J だそうです。
この時の質量欠損値を計算すると4.184*10^15[J] / 299792458[m/s] ^2 ≒0.0466[kg]　

これは隕石であっても核爆弾であっても同じということですね。

回答No.6

imoriimori

＃５です。
「聞きたいのは、1メガトンの水爆と、1メガトンの通常爆弾（作れればの話ですが）の違いです。」
えっ、そうなんですか？？？
それなら全然話が違います。
1メガトンの水爆は、TNT火薬1メガトンの爆発に相当するエネルギーを発生するというものですから、核反応と化学反応の違いはあるとは言え、同量のエネルギー発生すなわち同量の質量減少ということになりますね。
ただこれは原則的にの話なので、専門家から「細かいことを言えば〇〇の現象による××程度の違いがある」なんていうお話があるかもしれません。

お礼

ありがとうございます。

>1メガトンの水爆は、TNT火薬1メガトンの爆発に相当するエネルギーを発生するというものですから、核反応と化学反応の違いはあるとは言え、同量のエネルギー発生すなわち同量の質量減少ということになりますね。

・・・そういう事なんですね。
身近でおこる燃焼などの化学反応による質量欠損は観測できないほど小さいが、それは、発生するエネルギーも極端に小さいから・・・という理解でOKでしょうか。

回答No.5

imoriimori

#1様の回答が最も当を得ていると思います。
むろん質量減少は核反応でも化学反応でも起きます。
しかし、ご質問のケースは、隕石の運動エネルギー（元々存在している）が別の形を取るだけです。空気分子や土塊その他の運動エネルギーとなり、あるいは熱エネルギーとなり、等々で。質量がエネルギーに変換されたわけではありません。

お礼

たしかにその通りです。
例が悪かったことに気づいていましたので、すでに前の回答に補足させていただいています。
1メガトンの通常爆弾がもしあったとして、1メガトンの核爆弾と比べた場合はどうでしょうか。

補足

＃１さん、すみません。前提条件を変えさせていただきます。

回答No.4

kimamaoyaji

巨大隕石と言ってもその質量によって衝突エネルギーは大きく異なります、場合によっては地球が割れるかも。
直径60m～100mの隕石で。衝撃力はTNT火薬換算で10～15メガトン（ビキニ水爆級）だから原爆だと1/10程度だから広島型１０発
メキシコのユカタン半島にある約6550万年前のチクシュルーブ・クレーターは広島型原爆10億発分に相当すると言われていますまあ水爆なら1億発ですが、広島型原爆が50Kgのウランだそうです、ですからウラン5万トンの爆弾を落とせば同じと言う事です。衝撃力はおなじですが、原爆の場合地表が焦土地獄となるでしょう（殆どのものが燃えて灰になるか溶ける訳です）、何もかも燃え尽きるだろうと言えます１億℃の温度のものが５万トンも燃えそれが世界中に降り注ぐわけです、しかもその温度になると重水素が核融合を始めるので、地球が太陽状態になるかも。

お礼

厳密にはロウソクを燃やしても質量欠損が起こることを
ご存知ですか

補足

聞きたいのは、1メガトンの水爆と、1メガトンの通常爆弾（作れればの話ですが）の違いです。

回答No.3

SPROCKETER

原爆や水爆の質量欠損は僅か０．３％に過ぎないと言われています。１００kgの核爆弾が爆発しても、３００gの質量欠損しか起こらないわけです。それだけでも大都市が吹き飛ぶわけです。

　巨大隕石が衝突しても、核反応は起こらないと考えられています。衝突核融合が起こるには衝突速度が秒速数百kmに達しなければならず、そんな超高速で地球に衝突した隕石は確認されていませんし、核融合が起こる速度で衝突した巨大隕石があったとしたら、地球上の生物は絶滅しているでしょうね。

お礼

ひょっとして、質量欠損は、核反応や対消滅でしか起こらないと思ってますか？

回答No.2

mpascal

＞結合エネルギーによって質量が増減するのは、原子核だけに限らず化学反応等でも生じる。さらには結合エネルギーに限った話ではなく、あらゆるエネルギーの生成や消費に伴い質量は増減する。

文脈的には「質量欠損」について言っているのではないと思いますがね。

お礼

ロウソクなどの燃焼でも極わずかながら質量欠損は起こりますよ。

補足

ひょっとして、質量欠損は、核反応や対消滅でしか起こらないと思ってますか？

回答No.1

mpascal

巨大隕石が落下のエネルギーは基本運動エネルギーであり、空気との摩擦熱で爆発するか、地上に衝突するかだけなので、「質量欠損」など起きないのでは？

https://ja.wikipedia.org/wiki/%E8%B3%AA%E9%87%8F%E6%AC%A0%E6%90%8D

お礼

そのご紹介頂いたURLの説明を引用すると下記のように解説されています。

結合エネルギーによって質量が増減するのは、原子核だけに限らず化学反応等でも生じる。さらには結合エネルギーに限った話ではなく、あらゆるエネルギーの生成や消費に伴い質量は増減する。