ハヤトラキッズ - 4

 ○子供(と大人)のための天文科学質問箱

トラ-2 ハヤト-02
解答者・トラ
(さすらいの宇宙猫)
解答者・ハヤト
(穴掘り名犬)
 

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質問の山の巻
   

トラ(以下 T):久しぶりだけど、質問がけっこうたまってきたニャー。
ハヤト(以下 H):ワウーンワン。いろんな質問があってまとまらんとよ。現在2003年の3月だげっど、このページの背景の色が青じゃ寒いさかい、変えてみたずらワン。

T:話をそらしてるニャー。質問が山のにようにきてるニャー。どーするよ。
H:ひとつひとつお答えするしかないワン。いってみっぺ。 
T:ハヤトはいったいどこの出身なんだよー! 
   

 質問1・地球の半径ですが、極方向と赤道方向とではどの程度の差があるのでしょう?                                 

H:これは簡単!資料を見ましょうワン。
T:地球のタテ方向とヨコ方向の大きさの違いだニャー。
H:みつかった。次のとおりだワン。

赤道半径 6378140m
極半径   6356755m


H:ずいぶんくわしく出てるワン。すなわち赤道方向に2万1385m長いんだ。
T:ヨコの半径がおよそ21km、タテより長いニャー。
H:ちなみに赤道の全周は約4万kmで、24時間で1周するとすると、毎秒約460m動いているワン。
T:そうかニャー。
H:赤道でジャンプして1秒後に着地すると、460m西の地点に降り立つぞ。ワン。
T:ならないってば!ニャン。

 質問2・地球の自転はだんだん遅くなって、いつか止まってしまうのでしょうか

 H:止まるそうだな。ワン。
 T:止まるニャ。
 H:月が地球に片面しか向けていないように、地球もかなり未来には(重心の含まれる)半面だけが月に向いて止まるぞワン。
 T:冥王星とその半分くらいの大きさの衛星カロンは、すでにそのような境地に達しているらしいニャ。

 T:どうして回転が止まるのかニャ。
 H:ワン。地球の回転にブレーキをかける役割を果たしているのは、海の潮汐も含む月の引力だな。そして地球の回転が少ーし遅くなると、その失われた回転角運動量は月の公転を少ーし加速するんだワン。その結果、月の軌道は毎年数cmほど地球から遠ざかっている。
 T:そうすると、月が小さく見えるようになってゆくゆくは皆既日食は見られなくなるニャ。最後には、地球の半分の地域からはいっさいお月見ができなくなる。
 H:ワン。そのころまで地球に誰かが住んでいれば、のことだけどな。何億年も未来の話だぞワンワン。

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 質問3・自転の止まった天体では、時間の経過をどう認識するのでしょう

T:面白いニャー。たとえば地球の自転が止まったら・・・。
H:ワンワン。太陽に対して自転が止まると、日周運動がなくなるということだから、太陽は昇らない。
  太陽にいつも同じ面を向けてるから、朝日や夕陽もそのまま動かない。夜の世界はずっと夜。季節もないワン。
T:地球上のある場所にとって、朝日は永久に朝日、夕陽も真上の太陽も、夜の地域もずっとそのまんまということかニャー。これを「朝日」とか「夕陽」とかはいえないだろうニャ。
H:学校に行かなくていいかなワン。
T:そういう問題かよ!ニャン。

T:でもって・・・星座はどうなるニャー。
H:地球上の夜の地域は、1年中夜だ。でも地球の公転のため見える星座は移り変わるワン。
T:そうすると結局夜の地域は、時間の経過を星座の移り変わりで知るしかないのかなニャー。


H:地球の自転が恒星に対して止まると、少し話は変わってくるワン。
T:そうか年周運動が起きてきて、夏至とか冬至もあるわけだニャン。
H:ワウーンというか、半年の昼と半年の夜ができるな。
T:そうか。1日の変化を1年かかって経験するわけだニャー。北極か南極みたいだニャ。
H:太陽が昇ると、太陽はじわっと3ヶ月かかって真南へめぐる。また3ヶ月かかって日没へ向かう。
T:そうすると昼はむやみに暑くなり、夜は冷え切ってしまうだろニャ。
H:ワン。昼と夜、どちらにしても極端な話で、お天気も海流も想像できない複雑さだろニャー。

     【※月に対して地球の自転が止まるとどうなるだろう】
         
 

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質問4・惑星・横倒しに回っている

T:天王星のことだろうニャ
H:たぶん天王星のことだと思うぞワン。
T:理科年表によると「赤道傾斜角」が地球は23.4°、天王星が98°だ。いわば天王星は「横倒し以上」だニャー。
H:この赤道傾斜角が90°を越えると「自転が逆転」ということになるんだワン。90°を越えているのは天王星のほかに金星(177°)、冥王星(120°)の合せて3つだワンワンワン。
T:天王星の1年(84太陽年)というのも、さぞ奇妙なものだろうニャー。

 

質問5・惑星が回る速さは、それぞれ違うのでしょうか

T:違うニャ。
H:ワン。以上!難易度レベル1。

T:ニャーン。難易度レベル2ではどーなるよ。
H:この質問を、太陽系の惑星の公転運動として話すワン。
  惑星の公転スピードは、太陽からの引力とつりあった状態ではじめて安定する。惑星の運動スピードが引力を振り切るほど速ければどこかへ飛び去ってしまい、逆に遅ければ太陽に引きつけられ、ついには太陽に突入する。
T:わかるような気がするニャ。
H:惑星が受ける太陽の引力は、太陽までの距離と、惑星の重さに関係している。引力は太陽に近いほど大きくなる。太陽と惑星との距離が2倍になれば、引力は4分の1になる。一方惑星の重さ(質量)が2倍になれば引力も2倍になる。
T:そーすると太陽系のおもな9つの惑星は、太陽からの距離も重さもみんな違っているから、各惑星の公転スピードもそれぞれ違うということかニャ。
H:そーいうこと。ワウーン。
T:レベル3でやってみてニャン。
H:ワン。といいたいけど「ケプラーの法則」とか「万有引力の法則」とかうるさくなって、このハヤトラキッズには向かないから、興味のある人は自分で調べてみてね。
 結論だけ言うと、楕円軌道上の公転速度Vの公式は次のとおりだワン。

 V^2 = G(M+m)(2/r−1/a)

  ただし  G = 6.6732 × 10^-8 :万有引力定数(CGS)
        M、m :主星と伴星の質量
        r    :両天体の距離
        a    :楕円軌道の半長径
    ※ ^は乗数を現わす:^2は2乗

H:太陽系のように同一天体の回りにたくさんの天体が公転している場合、その平均公転速度は、中心天体からの距離の平方根に反比例するんだ、キャイーン。
T:ニャイーン、何を言ってるのかわかんニャーよ。いきなり公式を出したりブツブツ。
H:太陽からの距離が100倍になると、公転速度は10分の1になるってこと。
  冥王星の軌道は水星の100倍ほど太陽から遠いけど、試算してみると公転速度はたしかに水星の10分の1ほどになってるワン。
T:ニャー。今日はこれくらいにしといてやるニャ。
H:ワン。今回はテキストばかりになったけど、またな。チャオ!
T:どこの出身だよ!
          

○質問募集中

            

  ハヤト:みんなからの質問待ってるよワン。
  ト ラ:身近な不思議や疑問があったらメ−ルを送ってね。ニャー。

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