朝からBIG-C 青が濃いです
未明午前1時にベランダに出たらオリオン座がくっきり,,,しばらくぶりの透明度
でもJAXAの勉強を遅くまでやっていたので全身疲労,,,20分星空を眺めて昨晩の観望は終了
朝から「8番拉麺」(8番らーめん)もなあ,,,
次回は昼頃に来て、味わおうかな
タイには173店舗（2025年3月時点）、パタヤだけでも4店舗。
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JAXAのホームページあるセクション
「よくあるご質問」の中の「宇宙の不思議」から「無重力系の問題」を抽出
過去問を見ると宇宙での手近な実験/現象が出て来るので、この際総ざらい
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① ISSの中で紙飛行機を飛ばしたらどうなるか？
A) まっすぐに飛ばず、円弧を描いて宙返り飛行をします。
紙飛行機を折るとき、先端の部分を折り重ねるのは、格好良くとがらせるためだけではありません。先端部分のおもりの役割のためでもあるのです。
地上では翼には進行方向に対して垂直に揚力がかかり、重力とのバランスで、姿勢が保たれます。ためしに、紙飛行機の先端部分を折り込むかわりにはさみで切り取ってから、折ってみるとよいでしょう。飛ばそうとすると重心のずれに加えて、揚力が過剰となって回転の働きが生じ、上に舞い上がり、すぐに落ちてしまうのです。翼に生じる揚力は、速度の大きさの２乗に比例します。したがって、重心のバランスがよくとれるように折った紙飛行機でも、速く飛ばしすぎると舞い上がってしまい、遅いとすぐ落ちてしまうことがわかります
宇宙船内では重力がないため、紙飛行機に働く力は、翼にかかる揚力だけになります。これが円運動するために必要な力（向心力）となり、進む向きから変えられ、宙返り飛行になるのです。このとき、速度に関係なく、宙返りの円の半径は決まってしまいます。
向心力は速度の２乗に比例し、半径に反比例します。この場合、翼にかかる揚力が向心力の役割を果たしますが、揚力も速度の２乗に比例するので、どんな速度でも一定の半径になるのです。
紙飛行機は、一定の半径を保ちながら宙返り飛行をしますが、空気抵抗のために次第に遅くなり、やがて宙を漂うでしょう。
② どうしてISS内では、無重力になるのでしょうか
A）「重力と遠心力がつり合っている」、または、「すべてのものがいっしょに、落ち続けている」からです。
ISSは地表に近い軌道を飛行しているので、働く重力そのものは、10％程度しか小さくはなりません。
船内が無重力になるのは、ISSの運動による遠心力のため、と言えます。遠心力の大きさは、その物体の質量に比例します。その意味では、重力と同じ性質を持っています。加速する乗り物で感じる力は、「慣性力」と呼ばれますが、これも同じです。
ISS内では、人も物も、ISSと一緒の軌道上を同じ速度で運動しているので、ISS本体について、重力と遠心力がつり合っているのであれば、船内のすべての物体についても、重力と遠心力はつり合います。すると、すべての物体について重力はうち消され、見かけ上の重力はゼロ、ということになります。
もう一つの考え方は、「地表から見れば、ISSは落下し続けている」ということです。15世紀のイタリアの科学者、ガリレイは、重い物体も軽い物体も同じ加速度で落下することを実験で示しました。質量が大きいと、働く重力は大きくなりますが、同時に加速もされにくくなり、加速度は同じになるのです。
乱暴な話ですが、乗っているエレベータのワイヤーが突然切れたとします。エレベータも人間も持ち物も、すべて同じように落下するので、「無重力」を体験できます。遊園地にある「フリーフォール」が、まさにそれです。
③ ヨーヨーは宇宙でできるのでしょうか
A）初心者にとっては、自由自在にできる気がします。上級者は、技が全く使えなくなります。
宇宙船内では重力がないため、糸を巻いたヨーヨーから手を離しても、落ちていきません。そのかわり地上でやるように、軽く投げてやれば、どの方向に投げてもヨーヨーはもどってきます。上でも下でも自由自在なので、ちょっとした名人気分は味わえます。,,,上に投げても戻ってくるのは盲点かも
ところが逆に、上級者にとってこれはやっかいで、技が全く使えなくなるのです。
いわゆる「ハイパーヨーヨー」は、糸がヨーヨー本体に固定されていません。軸の周りに、糸が輪になっているのです。上級者は、ヨーヨーを勢いよく回転させ、糸がのびきった状態で空回りをさせて、このときを利用していろいろと技を繰り出します。
ハイパーヨーヨーは、軸の部分が、バネの力で糸を押さえつけている仕組みになっています。勢いよく回転させると、遠心力の働きで、押さえがゆるみ、糸に対して軸が空回りしやすくなるのです。
ところが、重力がないと、糸がのびきったときの反動で、すぐに手元にもどってきてしまいます。重力がないと、一番下の位置で、空回りしてくれないためです。すると、せっかく身につけた技を使う場面が、ほとんどなくなってしまうのです。
④ 宇宙船内でビリヤードの球を衝突させると、どのような動きをするのでしょうか
A）地上と同じ動きをします。,,,こういう事実もエッそうなの,,,
地上で、等質量のビリヤードの球を回転をかけずに静かに正面衝突させると、打った球はほとんど止まり、的の球が弾かれます。これは「速度交換」と呼ばれる現象で、２つの物体が等質量でよく弾む場合に限って、起こる現象です。
宇宙で「重さ」がなくなっても、質量があることには変わりがないため、宇宙でも等しい質量の球が正面衝突できれば、地上と同じ動きとなります。しかし、宇宙では球をつるすことも、机に沿って球を滑らすこともできないため、正面衝突させること自体が難しいのです。
ところで、質量の異なる鉄の球と木の球を衝突させたらどうなるのでしょうか。
木の球を的にして、鉄の球をぶつけると、木の球は勢いよく弾かれ、鉄の球はほとんどそのまま進みます。逆に、鉄の球を的にして、木の球をぶつけると、鉄の球はほんの少しだけ弾かれ、木の球は反対方向に弾かれます。
宇宙でも、すべての物体が質量を持っていることは変わらないのです。
⑤ 宇宙船内でコマはどう回転するでしょうか
A）宇宙船内ではとても安定した回転をします。
コマを地上と同じように回転させると、宇宙船内で軸方向を変えずに回転します。力を加えて、軸の向きを変えようとしても、なかなか変わりません。非常に安定した回転になるのです。コマのように軸のまわりに対称な物体は、回転軸が対称軸と一致するととても安定します。実は、この性質は人工衛星の姿勢制御に用いられています。
地上でも、船や航空機などに、方位を知るための「ジャイロ・コンパス」が積まれていますが、この性質が利用されています。人工衛星からの電波で自動車の位置を知るカーナビゲーション・システムもトンネルなど、電波が届かない場所には弱いので、ジャイロ・コンパスが補助的に使われています。
軸のまわりを安定に回転している物体に対して、軸の向きを変えようと力を加えると、軸は力の向きでなく、それとは垂直な向きに傾きます。これを「歳差運動（さいさうんどう）」と呼びます。地上で回したコマが、傾いたときに軸がゆっくりまわる運動がそれです。
⑥ 水と空気が半分ずつ入ったガラスのびんを、宇宙船内にもちこむと、無重力では、水の形はどうなるでしょうか。また、水のかわりに水銀だったらどうなるでしょうか
A）水の形は(5)、水銀の形は(6)になります。
図１の水とガラスが接した部分に注目してください。水がガラスの壁を登っています。これはガラスが水でぬれやすいためです。水はガラスの壁全体をぬらそうとしますが、重力があると、水自体に重さがあるため、壁をわずかに登る程度で終わってしまいます。
しかし、無重力では水に重さがないため、ガラスの壁全体が水でぬれ、空気は壁からはなれて一つの不安定な球状の泡になります。泡が球状になるのは「表面張力」の影響です。
一方、ガラスは水銀でぬれにくいため、壁面は水銀でぬれず、水銀は大きな球となってびんの中に浮かびます。水銀が球状になるのも、「表面張力」の影響です。
このように、無重力で液体のふるまいを考えるときには、「表面張力」とともに、物質の「ぬれやすさ」が大きな意味をもってくるのです。
⑦スクリューのついた潜水艦のおもちゃは、宇宙船内でどのような動きをするのでしょうか
A) 空気中をゆっくり前に進むが、本体はスクリューと逆向きに回転します
潜水艦のおもちゃは、水中では、浮力の働きで浮かび、スクリューが水を後ろにかき出す反動で前に進みます。宇宙船内では無重力となるため、潜水艦のおもちゃは空気中に浮かび、スクリューは水のかわりに空気を後ろにかき出します。空気は水よりずっと軽いため、反動も少なく、ゆっくり進むことになります。
さらにどうしたことか、胴体までゆっくりと回転し出すのです。それは進行方向を軸にして、スクリューと逆向きの回転です。
これは「角運動量保存の法則」で理解できます。スクリュー（ゴムでもゼンマイでもでモーターでも、動力は何でもかまわない）が回転を始める前、潜水艦自体は全く回転していません。スクリューが回転しても胴体が逆回転すれば、全体の角運動量はゼロに保たれます。そのかわり、胴体はサイズも質量も大きいため、回転速度はゆっくりになります。
海中の潜水艦が回転しないのは、重心が胴体の下側にあり、スクリューが回って胴体が回転しようとすると、重力が回転を抑える働きをするからです。
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これは過去問掲載の問題。多分、この辺りが出典なのでしょ。
無重力でろうそくを燃やすと、炎の形が丸くなってしまうのはなぜでしょうか
A）あたためられた気体が上にあがらないからです。
固体のろうはあたためられて液体になり、図のａの部分にたまります。液体のろうは毛細管現象で芯を上がり、先端（ｂの部分）でさらにあたためられ、気体のろうになります。この気体のろうが空気中の酸素と反応して燃えるのです。
あたためられた気体は膨張しており、ふつうの温度の気体より軽く、上にあがっていきます。また、周囲のあたためられた空気も、図の矢印のように炎にそった流れをつくります。このため、ろうそくの炎は長くのびた形になるのです。
無重力では、温度が高い気体とふつうの温度の気体のあいだに重さの違いがありません。したがって、あたためられた気体が上にあがることもありません。このため、炎は長くのびず、丸くなってしまうのです。
