無重力の空間で生卵を自転させると・・

質問

無重力の空間で生卵を自転させるとどうなりますか？卵の中身は白身や黄身があるので回転すると
抵抗があるからだんだん遅くなりそうですが・・
限りなく遅くなるけど停止は永久にしないという感じでしょうか？（周囲の空気の抵抗は無いとすると）

　同様に地球の自転もいつか停止に限りなく近い状態になるのでしょうか？

回答No.5

abyssinian · ベストアンサー

>無重力の空間で生卵を自転させるとどうなりますか？
>同様に地球の自転もいつか停止に限りなく近い状態になるのでしょうか？

　まず生卵の方だけど、摩擦で黄身が白味に引っ張られて回りだし、同じスピードになった状態で永久に回り続けます。引っ張るときにこすり合って少しエネルギが失われるけど、同じ回転になった後は、こすり合わせが無いのでエネルギは失われない。

　ふふ、課題だよね？地球も卵と同じなんです。地球が黄身で、白味に相当するのは月なんです。こんどは地球の方が高速回転だよね。地球は１日で１回転だけど、月は１カ月で一回りだから。
そして「ある種の摩擦」で、高速な地球から、低速な月へ、回転エネルギが移動してます。
その摩擦のことは、僕の過去のカキコを読んでください。

地球の自転は、月の公転に移りつつある。
http://oshiete1.goo.ne.jp/kotaeru.php3?q=1096679&rev=1

地球自転の、減速の実際（NO5のリンク先pdf）
http://oshiete1.goo.ne.jp/kotaeru.php3?q=1068467

月の質量分布は、不均一である（NO8）
http://oshiete1.goo.ne.jp/kotaeru.php3?q=1017664
　えーと、3つ目がURL欄に入りきらなかったので、コピペしてください。それから、１番目の中の説明図のリンクが流れてたので、下記の671に入れ直しました。
http://hpcgi2.nifty.com/furo/clip/clip.cgi?

参考URL：

http://oshiete1.goo.ne.jp/kotaeru.php3?q=1096679&rev=1,http://oshiete1.goo.ne.jp/kotaeru.php3?q=1068467

お礼

＞ふふ、課題だよね？
いえ違います。（^^;）
私は既に、生徒でもなければ学生でもありません。
ただ、頭が悪い割には勉強は好きなので、いつまでたっても学校で教えてもらえるようなレベルの事で、頭の体操をして楽しむ事が出来るようです。

色々過去ログを紹介していただき有難うございます。
勉強してきます。　有難うございました。

回答No.8

kagakusuki

ANo.7 です。

>地球の自転周期が遅くなり続けて、月の公転周期と同じになり、

　考えてみたら、それより先に太陽の寿命が尽き、赤色巨星になった太陽に、地球が飲み込まれますね。

回答No.7

kagakusuki

卵の黄身や白身と殻は、お互いの摩擦で時間が経てば同じ回転速度になります。
　そして、卵の周囲に気体があれば、気体との摩擦で卵の回転にブレーキがかかり、いずれは止まります。
　周囲が真空の場合は、中の水分が蒸発して凍りついた後、凍った中身から更に水分が昇華(液体の状態を経ずに直接固体⇔気体間の相転移をする事)して、生卵とはいえない状態となって、永遠に回転します。
　尚、水分が蒸発するときに、その圧力でからが割れるのか、それとも殻に開いている多数の微小な穴(雛の呼吸用の穴)から水蒸気が出るだけなのかは、私にはわかりません。
　周囲が真空であるにも拘らず中身が液状のまま、と言う空想上の状況では、近くに地球などの重力源がある場合は、卵に非常に微小ながら潮汐力が働くため、卵の自転の角運動量が、卵とその近くの重力源の公転運動の角運動量に変換され、気の遠くなるような年月の果てに、卵は先端か尻を常に重力源に向けるようにして、重力源の周囲を公転する事になります。(公転軌道がおおむね円形の場合)

　地球とその海水や大気との摩擦は確かに存在しますが、東風もあれば西風もある事から判るように、地球の自転を減速させる方向に働く摩擦力もあれば、逆に加速させるものもあります。
　平均すると、大気も海水も、ほぼ地球と同じ速度で回転しています。
　しかし、月や太陽の潮汐力が働くため、わずかながら大気や海水のほうが回転が遅くなり、摩擦力が発生します。
　この大気や海水の回転が遅れによって生じる角運動量の損失は、月の公転運動や地球の公転運動の角運動量に転換されるので、地球と月や太陽までの距離は、わずかながら長くなり続けています。
　しかし、地球の自転周期が遅くなり続けて、月の公転周期と同じになり、地球が常に同じ面を月に向けたままになれば、月が原因で生じる陸地から見た潮の満ち引きは無くなり(太陽が原因で生じる分は別として)、月の潮汐力は、地球の自転にブレーキをかけなくなります。
　太陽の潮汐力についても同じことが言えます。
　したがって、地球の自転は極端に遅くなりますが、止まりはしません。
　(太陽風との摩擦まで考えると、どうなるか判りませんが)

お礼

潮汐力によって地球の自転が遅くなった分月の好転エネルギーが増えると・・・
　それは憶えておきます。どうしてそうなるかはこれから勉強して考えます。有難うございます。

回答No.6

abyssinian

>抵抗はありませんか・・
>地球の表面を流れる海流や海水や空気の粘性は
>抵抗になりませんでしょうか？

　抵抗はしっかりありますよ。海水も大気も抵抗になってますよ。抵抗が無いと相手を引きずれません、大気と地表と海水は、互いに運動量を交換しています。たとえば、気流が速い季節は、角運動量が大気に移動して、地球の自転がわずかに遅くなってるんです。そのほかにも、大気温度が上昇して、大気がふくれると、アイススケートのスピンと同じ原理で、地球の自転がわずかに遅くなっています。
　摩擦（ブレーキ）があると運動が100%熱に変わる、と思いこんでる人が大変多いし、それで納得しあってる会話が大変多いんだけど、これは物理的に超初等的すぎ、はっきり言えば間違ってるんです。運動は方程式を踏まえて考えましょう。

お礼

＞摩擦（ブレーキ）があると運動が100%熱に変わる、と思いこんでる人が大変多いし、それで納得しあってる会話が大変多いんだけど、これは物理的に超初等的すぎ、はっきり言えば間違ってるんです。運動は
方程式を踏まえて考えましょう。

　私は100％熱に変わると思っていた派かも・・・
勉強しなおします。有難うございます。

回答No.4

shkwta

物理の練習問題としてなら、「生卵の回転は止まらない」が正解です。理由は、角運動量保存則です。また、内部に液体が入っていても、摩擦力によってすぐに殻と同じ速さで回転するようになるので、内部摩擦でエネルギーが失われることはなくなります。

地球については、すでに他の方から解説があるように、潮汐の作用で自転はだんだん遅くなります。
以前に似た質問がありますので、参考URLに入れておきます。そこからリンクされている先の資料も有用です。

参考URL：

http://oshiete1.goo.ne.jp/kotaeru.php3?q=1020594

お礼

なるほど卵の中身が殻と同じ速度になったら摩擦が
なくなるのでエネルギーは保存されたままになるわけですね。
　過去のログ紹介していただき有難うございまうす。

回答No.3

o24hi

No.１です。訂正です。

　トリビアの泉に載ってました。

　４億年前１日は24時間ではなくおよそ22時間だったそうです。このように１日の時間が変化した理由は地球の自転の速度が変わったからと考えられていて、実際に現在の地球の自転は１年で100万分の18秒ずつ遅くなっていることが分かっているそうです。
　今後も地球の自転はどんどん遅くなっていき、50億年後には地球の自転が止まる計算になるそうです。

　先ほども少し書きましたが，太陽は年齢数十億年という若い主系列星であり、今後も数十億年は輝きつづけると考えられています。

　地球が止まるのが早いか，太陽に飲み込まれるのが早いか微妙なところてですね。我々には関係無いですが。

http://www.oride.net/trivia/trivia400-407.htm

参考URL：

http://www.oride.net/trivia/trivia400-407.htm

お礼

再度のお返事有難うございまう
地球の自転がとまるのに５０億年もかかるのですね。
いろいろ教えていただき有難うございます。
サイトも紹介していただき有難うございます。

回答No.2

BoiledEgg

生卵の場合は回転させると中身と殻との間で摩擦が起こって卵の回転エネルギーが熱に変換されますので、徐々に遅くなり、時間はかかるでしょうがいつかは静止すると思います。

地球の自転も少しづつ遅くなっています。ただし、理由は月による潮汐のために地球の自転エネルギー(角運動量)が月の公転エネルギーに少しづつ変換されているためと考えられています。そのために、月は地球から少しづつ遠ざかっています。

理論的には「地球の自転もいつか停止に限りなく近い状態になる」に違いありませんが、その前に太陽が赤色巨星となって、地球を飲み込んでしまうのでは？

お礼

お返事有難うございます。
地球の自転エネルギーが月の公転エネルギーに
変換されているとは知りませんでした。
勉強になりまいした。有難うございます。」

回答No.1

o24hi

こんにちは。

＞限りなく遅くなるけど停止は永久にしないという感じでしょうか？（周囲の空気の抵抗は無いとすると）

　おっしゃるように、抵抗が無ければ永久的に回りつづけることになります。

＞同様に地球の自転もいつか停止に限りなく近い状態になるのでしょうか？

　これは，太陽系の成り立ちを考える必要があります。
　今から約46億年前、宇宙の中のチリやガスが、回転しながら、重力(引力）によって互いに引き寄せられ集まってきました。このときの回転が46億年も経った今でも残っているのです。
　その名残が地球や他の惑星の自転や公転として残っていると考えられています。ですから、太陽も、地球も、火星も木星も土星もみな同じ方向に回転しています。自転も公転も大体同じ方向です。

　お答えが難しいのですが、上記と一緒で、抵抗が無いので止まらないと思いますし、もし止まるとしても、その前に太陽が燃え尽きて、「白色わい星」になって、どんとどん膨張し、地球も飲み込まれ、無くなる方が時期的には早いような気がします。

お礼

早速のお返事有難うございます。
　＞お答えが難しいのですが、上記と一緒で、抵抗が無いので止まらないと思いますし

抵抗はありませんか・・
地球の表面を流れる海流や海水や空気の粘性は
抵抗になりませんでしょうか？

お答え有難うございます。