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ロッシュの限界を超えて砕けるのは、宇宙空間の中でのみなんですか?

pok********さん

2020/2/1907:19:56

ロッシュの限界を超えて砕けるのは、宇宙空間の中でのみなんですか?

例えば、木星の衛星は、木星に近づき過ぎると砕けます。なぜ「落ちる(衝突する)」のではなく「砕ける」のでしょうか。

調べてみると、「ロッシュの限界」とありました。
ではなぜ、地球上の物体は砕けないのでしょう?
隕石は大気の摩擦熱で砕ける(?)んですよね。地面に激突したとしても形は保ちますよね。一定の大きさ以上(質量?)がなければ、潮汐力は働かないのでしょうか。

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ベストアンサーに選ばれた回答

loo********さん

2020/2/1908:38:32

破壊されるという表現がそもそも良くないのですけど。
単に重力による結びつきを解放されるだけです。
なので岩のように固いものが砕かれるわけではないです。あれは重力で結びついてません。結晶結合だったりでその大元はクーロン力です。

はやぶさ2などの写真や動画でも分かるように小惑星は大きな岩から小さなものまで色々なものでできています。それらが小惑星の形を保っているのは多くは重力によるものなので、あんなものがロッシュ限界の中に来ると構成している岩や瓦礫などにバラバラになります。ただバラバラになる、それだけのことです。

質問した人からのコメント

2020/2/19 21:42:42

皆さま、ご丁寧な回答を、ありがとうございました。
「宇宙解体新書」を視てから、ずーっとモヤモヤしていましたがスッキリしました。
皆さまわかりやすく教えてくださり甲乙つけ難いのですが、「クーロン力」という私にとって新たな言葉を教えていただいた、こちらの方をベストアンサーとさせて頂きます。
どうもありがとうございました

ベストアンサー以外の回答

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tam********さん

2020/2/1917:35:12

一つの塊になった物体には、ロッシュの限界は適用されないよ。
ロッシュの限界が適用されるのは、「お互いの重力で寄り集まった物」ね。

地球上の物体は・・・
例えば、掌に砂を適量のせるでしょ。
砂出なくても、お砂糖でもお塩でもいいけど、とにかく粉末。
あーコショウはやめといたほうがいい。

掌を下に向けると、サラサラと粉のまま落ちてくよね。
これ、ロッシュの限界の中だからだよ。

宇宙空間での自由落下(無重力)状態の中で、外乱を全くなして同じことすれば、
砂は、砂粒同士の引力で引き合って塊になる・・・現実的にゃぁ砂粒同士の引力はごく弱くて、外乱を全てなくせないから、ならないけど(^^;

2020/2/1913:14:01

一言で言うと
「潮汐作用」の為です。

質量がある物体には全て
「重力」があります。

そして物体が2つあると
互いの「重力」で引き寄せる力が作用します。
この「引き寄せる」作用を「引力」と言います。

ここで思い出して欲しいのは
中学校の理科で習う

「物体に作用する力」に関する事です。

ある物体に力を加えると
その物体にはその力と同じ量の
真逆に作用する力が働きます。

いわゆる「力のつり合い」と呼ばれる作用です。

この事から
ある2つ物体に
引き寄せる作用「引力」が働く時には
必ず同じ強さの逆向きの力が
それぞれの物体には作用します。

この時の「引力」と
その反対方向にかかる
「力のつり合い」による作用を
両方を「潮汐作用(あるいは潮汐力)」と言い

これが月の影響で
地球の海面が上昇したり下降する
「海面の満潮&干潮」の原因となる作用です。

地球に対して月からの「潮汐作用」が
地球を「引っ張る力」と「その逆方向への作用」が
海面を月の方へと、その逆方向に引っ張る事で
地球には必ず2カ所で満潮が起こっています。

当然、干潮も2カ所でおこっている訳です。



当たり前ですが
この作用は月の方でも
地球からの「潮汐作用」を受けています。

・・・が月には大気や海がないので
表面的な変化が見られない状態です。


しかし、この作用は
物体間の距離が近いほど
強く作用しあうので

今より月と地球の距離が
近かった太古の地球では
この「潮汐作用」は
もっと強く働き合っていたとされます。


こんぽ作用は他の物体(天体)間でも
常に起こっていおる作用で

太陽と地球の間でも
一応は「潮汐作用」は働いていますし

極論を言えば「宇宙の彼方の見知らぬ天体」と
「地球」のあいだにも「潮汐作用」は存在します。


ただ、先の通り
距離が遠いと作用が弱まるので
その影響が目に見える形でわかるのは
地球では「月」からの作用だけtなる訳です。


そして、この
「2つの物体が近づくと潮汐作用が強くなる」
という特性により

2つ物体があれば
そこには常に引っ張り合う力と
その反対の方向への作用があり
それは近いほど強くなって行きます。

この力は2つ物体の体積比により
常に質量の小さい方に
大きい方からの「潮汐作用」が強く働くので

質量の小さい物体が
大きい質量の物体に近づくと
どこかの距離でその物体の形を保つ作用より
大きな物体からの「潮汐作用」が上回る場合があります。

この時の距離を
この理論を考えた科学者エドゥアール・ロシュの名前から
「ロッシュの限界」というようになったということです。

ロムリオさん

2020/2/1912:51:54

巨大なものの端と端にかかる重力の差が強いので、互い違いに引っ張られて崩壊して小さくなります。この力は潮汐力と同じものです。潮の満ち引きは月の重力の差が海水に対して影響します。ロシュ限界の場合は衛星や隕石が惑星の重力の差を受けて崩壊して小さくなります。


ですから、小さなものは端と端でも重力の差がほとんどないので崩壊して小さくなることはなくて済みます。


しかし、海の水が潮汐力によって変形する例があるように、液体のように結合力が弱く大きなものや、あるいは固体でも地球のマントルなども微妙に変形している可能性があるようです。小さなものにも潮汐力は働いているはずですが、物質同士の結合力に対して微々たるものなので影響が出ないのです。

パワーさん

2020/2/1908:27:20

ロッシュの限界に依って砕けるのは、潮汐力によって原型を維持できなくなって砕けるのです。

ロッシュの限界に依って砕けるのは有る程度大きな物体にたいして、前面と後面の引力の差によって原型を維持できなくなって砕けるのです。


隕石は、
突入する前面に衝撃波が発生し、波面後方で圧力・温度・密度の上昇する圧縮波です。
摩擦熱で砕けるのではなく、波面後方で圧力・温度・密度の上昇のために原型を保てなくなり、爆発的に破砕してしまいます。

隕石にも種類があって、
鉄隕石は、温度や膨張に強いためにあまり砕ける事は有りません。
石鉄隕石や石質隕石は、殆どが破砕してしまいます。

mtc********さん

2020/2/1908:09:58

小さな物質にも潮汐力は働きますが、
物自体の固さの方が遥かに強いので破壊されません

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