私たちが自分の体重を知るのは体重計に乗った時ぐらいで普段は意識することがない。ある状況で一瞬体がふわっと浮いて自分が軽くなったような気がする時がある。その時々で何が起こっているのだろう?宇宙船内で乗組員に起こる「無重力状態」とどのような関係があるのだろうか?
1.エレベーター
Fig.1 見かけの体重の変化
エレベーター内に体重計を持ち込んで、手にゴム紐のついたおもりを手にしている。
Q1)エレベーターの運動はどのように変化しているか?加速度の変化で答えよ。
Fig.2 自由落下
エレベーターを下げているワイヤーが切れてエレベーターも乗客も自然落下した!その間、体重計はゼロを示している。一瞬「無重力」を感じたわけだ。(幸い安全装置が働いて無事着地した。)
2. 凹凸のある道路の走行
Fig.3 凹凸のある道路を走行する自動車。
走行していると体が沈み込んだりふわっとしたりする。
Q2)図で自動車が36km/hで等速走行していとき体重40kgの少年が乗った体重計は地点AとBでどのような値を示すか?
Q3)スピードを増やして等速走行した。体重計が地点Bでゼロを示すのは、スピードがいくら(km/h)の場合か?(このとき「無重力」を感じる。)
Q1)~Q3)の解答例はこちら
3.宇宙船 4.水中
Fig.4 宇宙船内の遊泳
乗組員は船内外でフワリフワリ。一般に「無重力状態」No Gravityとか「無重量」Weightlessnessと呼ばれる。宇宙船に地球の重力は及ばないのだろうか?
Fig.5 水中の遊泳
地上で宇宙遊泳によく似たフワリフワリ状態になれるのは水中である。どうして「フワリフワリ状態」になるのだろうか?