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無重力飛行機や嘔吐彗星では、物は落ちているだけなのに、なぜ重力がないようにふるまうのですか？ – オースティンB、11歳、ペンシルベニア州スクラントン
私は無重力飛行機の飛行で何度も飛んだことがあります。 そのたびに、自由に浮遊している感覚、国際宇宙ステーションの宇宙飛行士のように壁を軽く一押しするだけで機内を飛び回れること、自分の体を好きな方向に回転させられる斬新さを、今でも楽しんでいます。 ジェットコースターや飛び込み台に乗ったときのような短い感覚ですが、半分近く、空気が通り抜けることもなく、楽しいですよ！
宇宙飛行をせずに無重力を感じるというのは、矛盾しているように思われるかもしれませんね。 しかし、それは可能であり、人々は宇宙ではなく大気圏内を飛行する飛行機で、レクリエーションや研究のためにこれを行うことを頻繁に選択するのです。
私は航空宇宙工学の研究者ですが、宇宙飛行において液体や気体をどのように制御し利用するかということに興味があります。 例えば、宇宙船の液体ロケット推進剤や、有人宇宙船の生命維持装置における水などです。
重力の例
静止しているとき、地球が私たちを中心に引っ張っているのを感じると、私たちは重力と呼ばれる力を実際に体験しています。 重力で下に引っ張られ、床が足を押し上げる。 もし重力がなくなれば、床を突き破って浮遊することができ、再び天井を突き破らない限り、床に戻ることはない。 まるで、飛行機で嘔吐する人や、国際宇宙ステーションにいる宇宙飛行士のように、浮遊しているように見えるでしょう。
宇宙ステーションが地球の周りを回っているのは、宇宙ステーションにかかる重力の力が、円形の飛行経路によって生じる横向きの力と釣り合っているからだと習ったかもしれません。 この力は遠心力と呼ばれ、車や電車、遊園地の乗り物などで曲がるときに感じるのと同じです。
飛行機は地表に近いところを飛ぶので、国際宇宙ステーションよりも飛行機の方が重力は少し強くなります。 しかし、明らかに地球による重力の力は宇宙ステーションにもゲロ壷にも存在するのに、宇宙ステーションにいる宇宙飛行士やゲロ壷にいる研究者や観光客は重力がないように見える。 9676>
私も科学実験やパデュー大学の学生たちと一緒にゲロメットに搭乗したことがありますが、確かに重力がないように感じられます。
しかし、私が飛ぶたびに、重力が飛行機を地面に引きつけ、滑走路に着陸させる。 したがって、重力が存在するはずだとわかっているのに、人々はゲロ彗星飛行の一部で重力がないように見え、感じているのです。
こうした研究飛行は、通常、上級学位、私の場合は博士号を取得した資格ある研究者で占められています。
飛行機での無重力はどのように起こるのか
ある日常の出来事が、明らかに重力が存在し同時に存在しないことを理解する助けになるかもしれません。 左に曲がる車に乗ると、右に押される感じがします。 車内の右側に押され、ドアが押し返される感じさえします。 また、車の進行方向に曲がることで、車の速度と呼ばれるものが変化します。
速度には、車の速度と進行方向の両方が含まれます。 方向を変えると、横向きの重力のように感じられます。 急停止など速度を変えることは、あなたにとって前方重力のように感じられる。 エレベーターの発進と停止は、一瞬、重力があるように感じたり、ないように感じたりする。 このような速度の変化を加速度と呼びます。 加速度には速度と同じように量と方向があり、どちらもベクトルの一例です。 もう一つのベクトルは力で、その一例が重力で、私たちは地表に引っ張られています。
加速度が重力と同じように感じることを体験していただけたと思います。 反重力」加速度、つまり重力を打ち消すような正しい方向、正しい量の加速度を作る方法があるとします。 それは可能でしょうか？
答えはイエスで、これはゲロ彗星飛行と軌道で起こることです。
ゲロ彗星飛行経路の形は放物線と呼ばれます。 パイロットは約45度の角度で上向きに飛び、その後水平になり約45度で急降下することでこれを実現し、重力を打ち消すのに必要な加速度を作り出しているのです。 飛行機の最高速度と、パラボラの前後でどれだけ速く引き上げられるかで、この加速度が持続する時間が決まり、約25秒になる。
重力は私たちを引き下げるものですが、飛行機や宇宙船でちょうどよい具合に加速して引き下げることで、無重力の中にいるような感覚を味わうことができるのです。 物理的には無重力が正しいが、無重力は感覚を表す記述語でもあるので、航空宇宙研究の世界やNASAでも、専門家の間では「無重力」が最も多く使われる共通語である。
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