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高度何mからが宇宙なんでしょうか。 いきなり無重力になる瞬間がくるのですか?

yeeeah_i4i_chanさん

2011/12/2700:42:01

高度何mからが宇宙なんでしょうか。

いきなり無重力になる瞬間がくるのですか?

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ベストアンサーに選ばれた回答

2011/12/2700:56:19

地球の大気は上空へ行けばいくほどどんどん薄くなって行きますが、どこかで大気がぷっつり無くなっている場所というのはありません。
そのため、地球の大気はどこまであるのかというのは難しい問題になります。
(極端な話、太陽物理の分野では、太陽と地球の大気は太陽風を通じて繋がっている、と解釈することもあります)

そこで、便宜的に高度100kmのライン(カーマン・ライン)までを大気圏とし、そこより上は宇宙空間としています。
これは国際航空連盟が定めた基準で、カーマン・ラインを超えた場合は宇宙飛行と認定されます。

もちろんここより上空にも気体は存在し、電離層などがある熱圏などは上空800km以上にまで及んでいます。
国際宇宙ステーション(高度350~400km)も大気の抵抗などを受けて高度が下がるので年に数回高度の調整をしています。
一般的な解釈では国際宇宙ステーションは宇宙空間にありますが、捉えようによってはまだ大気の中にあると解釈もできるわけです。

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2011/12/2720:41:14

私も「無重量」という言葉は嫌いです。「無重力」という言葉と比較して、より正しく意味が伝わっているとは思えないし、第一、センスがないね。

編集あり2011/12/2718:47:18

以前にも同じような回答をした記憶がありますが、

このような問題の時には、用語の意味を明確にさせておかなければ、
いたずらに混乱を招き、「揚げ足を取り」に陥るおそれがあります。

1 「宇宙」という言葉は、普通、2通りの意味に使います。
① すべての時間・空間の広がり
② 大気圏外の空間
この質問での「宇宙」は明らかに②です。
ゆえに、「ここも宇宙です」「地球も宇宙にあるのです」などという答えは質問の意図を無視した、完全に間違った回答です。
「普通100kmより上です」が正しい答えです。

2 「重力」も2とおりあります。
① 自然界に存在する4つの基本的な力の1つ。万有引力と同じ。
② 万有引力と慣性力の合力(私たちが毎日感じている重力)
「無重力」ということばのなかの「重力」は②です。なぜならば、①の意味の「重力」(万有引力)が存在しない場所など存在しないので、その意味での「無重力」など、全く意味がないからです。
ですから「無重力」とは、「万有引力と慣性力の合力がゼロ」の状態、つまり他の回答にある「自由落下状態」です。
「無重力ではなく無重量です」と答えている人がいますが、
「無重力」ということばを使って何の不都合もありません。
「無重力」を「無重量」と言い換える必要は全然ありません。

「無重力ではありません。無重量です。」と言っている人は、
「重力」を②の意味で使うべきところを①の意味で使っている人です。
意図的にそうしたのであれば「揚げ足取り」以外の何物でもなく、科学ではなくカルト宗教の態度です。

知恵袋で質問する人は普通、専門家でない人です。
答える人は、質問者が何を尋ねたいかをよく考え、優しく答えるようにしてください。

mamegonnyaoさん

編集あり2011/12/2709:16:56

地球も宇宙にあるのですよ
この世界は全て宇宙に属しているのです
宇宙のどこに行っても無重力にはなりません
無重量にはなります
あなたがビルから飛び降りるとあなたは無重量になります
着地したとたんにあなたに重量は普段の何倍にもなって地面にたたき付けられます

編集あり2011/12/2715:33:58

はっきりとはしませんが、一応100kmより上が「宇宙」と考えていいです。
(もっとも、「宇宙」というのは、もともとは「すべての時間、空間」という意味ですから、ここも宇宙ですが。)

「重力」と「万有引力」は同じ意味に使われることもありますが、ここでははっきり区別する必要があります。

「万有引力」はすべて質量のある物体の間で働き、2つの物体の積に比例し、その間の距離の2乗に反比例します。
だから「高度」つまり地球からの距離がどんなに増えても、万有引力は、弱くはなっても、決してゼロにはなりません。

一方、万有引力と慣性力(加速度による見かけの力、遠心力など)は区別がつかない、と言う事実があり、これを「等価原理」といいます。そこでこの2つをいっしょにした力を「重力」といいます。

そこで、万有引力と慣性力が、同じ大きさで反対向きに働いているとき、「重力」がゼロ、つまり「無重力」になります。
高いから無重力になるわけではありません。

ものが落下しているときは下向きに約9.8m/s^2の加速度がついています。そのとき上向きの慣性力と下向きの万有引力が釣り合い(打ち消しあい)、「無重力」の状態になっています。高飛び込みの選手は1秒くらい無重力を体験します。
またスペースシャトルは約7.9km/sの速さで飛んでいますが。このことで下向きの万有引力と上向きの遠心力が釣り合い(打ち消しあい)、無重力になっています。このような状態をひっくるめて「自由落下」といいます。

「自由落下」の状態になれば無重力になるのであって、一定の高度になれば無重力になるのではありません。
無理に「宇宙」へ行かなくても、プールででも「無重力」を経験できるのです。

同じような質問に対して、「重力は宇宙をどこまで行ってもなくならないので、無重力は存在しません。無重量です」などという答えをよく目にしますが、どこまでいっても存在するのは「重力」ではなく、「万有引力」です。
「無万有引力」は存在しないけど、「無重力」は、上記のとおり、飛び込みプールにでも存在するのです。この2つはきちんと区別しなければなりません。
それに「無重量」などということばは実際に使われているのを聞いたことがありません。
(もし彼らが言うように「宇宙のどこに行っても無重力にはならない」のであれば、「無重力」という言葉自体、使い道がなく、存在しないはずです。)

2011/12/2708:36:28

>高度何mからが宇宙なんでしょうか。

日本の慣習では高度100kmより上を宇宙と呼びます。
100kmだから100000mです。
宇宙旅行サービスを準備しているヴァージン ギャラクティック社も高度110kmに達することを売りにしています。

宇宙旅行のご案内|宇宙旅行|クラブツーリズム
http://www.club-t.com/space/main.htm
「マザーシップ(ホワイトナイト2号)にて、高度16km付近までスペースシップ2を運び、その後切り離し、ロケットエンジンが点火。音速の3倍のスピードで3.5のGフォースを受け、高度110kmの宇宙空間へ。約4分間の無重力体験をしながら、窓の外に広がる宇宙空間と地球の姿を存分にお楽しみください。」
※4分間の体験で「おひとり20万USドル」(今のレートで1500万円くらい)というのは結構なお値段

>いきなり無重力になる瞬間がくるのですか?

上の旅行案内にもありますが、宇宙(高度110km)にいるときは無重量状態になるようです。
ただし、宇宙にいるから無重量になるのではありません。
エンジンによる加速を止めて自由落下状態になる瞬間から無重量状態になります。
例えば航空機でも自由落下になれば無重量状態になります。
※アメリカではそうしたサービスを行う会社もあるようです。

Zero G Promo Video
http://www.youtube.com/watch?v=inP56-xhKu0

ISSや、退役したスペースシャトルの内部が無重量状態なのは、同じように自由落下しているからです。
ISSやスペースシャトルは地球の丸みに沿って落下しているので、ずっと無重量状態を保っていられます。

※極端な話、軟式野球のボールを投げれば手を離れた瞬間に内部の空間は無重量状態になります。
(空間にこだわる必要はあまり無いけど)

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