科学素人のふとした疑問。飛行機やヘリコプターが空中で移動できるのは空気抵抗があるからですよね。

ならば、真空であるはずの宇宙空間で宇宙船が推進したり、方向転換したり、減速したりできるのはなぜなんですか?まあ慣性で成り行き的に飛んでくだけならイメージできるんですが、軌道修正の場合は噴射するわけですよね。空気が無いのでいくら噴射しても「暖簾に腕押し状態」ではないのですか?それとも重力や空気抵抗という「邪魔要素」が無いのでヘリコプター同様に方向転換はできてしまうのですか?あと月面着陸の場合なんかも逆噴射で減速しなければ激突破壊してしまうわけで、やっぱりなんらかの空気抵抗が必要な気がするんですが・・・。

回答の条件
  • 1人2回まで
  • 登録:2009/06/21 14:16:09
  • 終了:2009/06/23 19:33:17

回答(5件)

id:nobnob3 No.1

考え中回答回数321ベストアンサー獲得回数292009/06/21 14:29:16

ポイント20pt

飛行機やヘリコプターの理解は、記述の通りで良いと思います。揚力を利用しています。

真空の空間では、燃料で進むというよりは、次のように理解したら良いと思います。

例えば、池の真ん中で、オールがないボートに乗っているとすると、ボートから外に向かって石を投げるとボートが動くことは想像できると思います。

ロケットもこれと同様で、燃料をボートから投げる石のように投げ捨てて向きを変えるのです。

燃料にも質量(重さ)があるのがポイントです。

id:minminjp2001

ありがとうございます。なるほどボートの上で大砲を打てば反動で後ずさりしそうですね。そしてそれは前方に大気があってもなくても関係無い、というイメージから理解しないといけないですね。

2009/06/23 18:20:30
id:seble No.2

seble回答回数4675ベストアンサー獲得回数6162009/06/21 14:50:09

ポイント20pt

飛行機が空に浮かんでいられるのは空気抵抗とはちょっと違いますよ。

確かに空気の抵抗と言えなくもないですが、空気抵抗そのものではありません。

揚力(翼の)です。

湾曲した翼を流れる空気の速度が変わるために、盛り上がっている方、速く流れる方の空気が薄くなり、気圧が下がるのでそちらへ引っ張られ、それで持ち上げられる訳です。

 

一方、宇宙空間では大気がない訳ですが、大気がないから浮いている訳ではありません。

(厳密に言えば自由落下しているので浮いている訳でもないけど)

重力の均衡というか何というか、、

完全に静止するのは極めて難しいです。

地球の周りを回っている時は常に地球へ向かって落ちています。

単に放物線を描いているだけ、、、

地球自体も太陽の周りを回っているので、衛星も地球にくっついて太陽の周りを回る、動いている、

太陽自体も動いていますから・・・

 

宇宙空間での移動はまた別です。

その原理は飛行機と全く同じです。

エンジンなどでガスを噴射する事により、その反動で移動します。

ジェット飛行機は空気中の酸素を利用したエンジン。

ロケットは酸素も燃料と一緒に自前のタンクに持っていてそれを使います。

 

ビルから飛び降りれば地面へ激突するように、空気抵抗だけで重力に逆らうのは無理です。

単純に降りていくなら逆噴射が必要ですね。

パラシュートのように空気抵抗を極端に大きくすれば別ですが、、、

id:minminjp2001

ありがとうございます。揚力を担保しているものが空気の存在(広義での空気抵抗)である、ということでよろしいのかな。隠圧を補おうとして働く一連の動きという感じですかね。

2009/06/23 18:27:49
id:rsc96074 No.3

rsc回答回数4359ベストアンサー獲得回数3982009/06/21 14:37:02

ポイント20pt

 噴射される燃料自体からの反作用が推進力となっています。

●ロケット

>化学ロケットは、燃料の燃焼(化学反応)によって生じる熱エネルギーを利用し、燃料自体を推進剤として噴射するもので、効率は最も悪いが利用しやすい。

>実際にはロケットの推進を作用・反作用の法則で説明する場合は、ロケットを質点A、ロケットの噴射するガスを質点Bとみなすべきなのである。

http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%AD%E3%82%B1%E3%83%83%E3%83%8...

●ロケットの原理

>ロケットについて最も一般的に起こる疑問は、なぜ押すための空気がない真空中で推力を発揮することができるかということである。この疑問への答えは、第三法則から得られる。もう一度スケートボードを思い出してみよう。地上において空気はライダーにもスケートボードにも関わり、運動を減速するように働く。空気中を物体が移動するときに働く空気の力を抗力と呼ぶ。周囲を取り巻く空気は、作用反作用を妨げになる。

 結果的にロケットは空気中より、真空中でより効率よく働く。排気ガスがロケットエンジンから勢いよく噴射するためには、邪魔になる空気を押しのけなければならない。これはロケットのエネルギーの一部を消費してしまう。宇宙空間では、排気ガスは自由に噴出することができる。

>ニュートンの運動法則をまとめる

 不均衡な力は、ロケットを発射台から離昇させたり、宇宙空間で宇宙船の速度や方向を変える(第一法則)。ロケットエンジンによって作り出される推力(力)の総計は、燃料の質量と噴射の速度をいかに速くできるかで決定される(第二法則)。ロケットの反作用または運動は、作用または推力と方向が反対で、その大きさが等しい(第三法則)。

http://www.bekkoame.ne.jp/~yoichqge/roc/2000_3_4/Edu/NASA_BOOK/h...

●ロケットの飛ぶ原理

http://www.asahi-net.or.jp/~hy9n-knk/simu/rocket_simu1.htm

id:minminjp2001

ありがとうございます。ウィキにちゃんと出てますね。ニューヨークタイムズの有名な謝罪も聞いたことありましたが、結局同じ素人疑問だったんですね。

2009/06/23 18:56:30
id:rafile No.4

rafile回答回数662ベストアンサー獲得回数242009/06/21 14:51:22

ポイント20pt

科学素人のふとした疑問。飛行機やヘリコプターが空中で移動できるのは空気抵抗があるからですよね。

ここのところが違うです。

プロペラが前に進む。翼が浮く理由は、圧力差があるからで、空気抵抗は直接関係がありません。

ヘリコプターも一緒です。

またジェット機が前にすすむのは、作用反作用の法則をもとにしています。

ロケットもまた作用反作用を使っています。

作用反作用とはぶっちゃけ、物を前になげると、投げたほうは後ろにすすむということです。

水道のホースの先を絞ると水が勢いよく飛び出しますが、つかんでる手は逆方向に力をうけませんか?

水を飛び出す代わりにジェットとかロケットとは何か燃やして勢いをつけてます。

キャスター付きの椅子に座ってボーリングの玉を投げると椅子が後ろにするのもそうです。

さて、抵抗をもとに進むものもあります。船のスクリューがそうです。

ヘリコプターが地表近くでパワーアップするのもそうです。

水のでるホースの先を何かに近づけたときも抵抗の影響を受けます。

id:minminjp2001

えーと、特急列車がホームを通過した直後に発生するホームから線路へ吹く風、ですかね。生活感覚でいうと。

2009/06/23 18:59:47
id:Gay_Yahng No.5

Gay_Yahng回答回数724ベストアンサー獲得回数262009/06/21 15:10:56

ポイント20pt

作用・反作用です。

ジェットエンジン等の爆発力が宇宙船を進ませます。

ちょっとした方向転換の場合は空気を噴出す方法もあります。

id:minminjp2001

ありがとうございます。作用反作用の作用点を空気分子でとらえがちなのがいかんのですね。

2009/06/23 19:01:19
  • id:SALINGER
    回答できなかったのでこちらへ。
    飛行機やヘリコプターの空気抵抗の話はさておき、宇宙空間でロケットが空気抵抗で推進力を得ているわけではないことはわかると思います。
    それで燃料を放出する反作用で推進力を得るわけですが、大気圏を飛び出すときならいざしらず
    宇宙空間を惑星間などの長距離では水素燃料を燃やして飛ぶには比推力が圧倒的に足りないわけです。
    それで、疑問のとおり宇宙空間をロケットエンジンで飛んでるのはほとんど嘘となります。
    ではどうするかというとイオンエンジンなるものが既にあります。
    http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%82%A4%E3%82%AA%E3%83%B3%E3%82%A8%E3%83%B3%E3%82%B8%E3%83%B3
  • id:seble
    嘘と言うのも言い過ぎでは?
    http://iss.jaxa.jp/shuttle/flight/sts87/presskit/press2_3.html
  • id:rafile
    嘘ですか。。。
    やはり、人類は月にいってなかったんですね。残念
  • id:SALINGER
    月って惑星でしたっけ?
  • id:rafile
    あら、すいません。月面着陸の話をしてるところで話をされてたんで、月って惑星かと思ってしまいました。
  • id:minminjp2001
    あ、ちなみに私は「行かなかったろう論者」ではありませのんで・・・。

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