- 締切済み
衛星軌道からの落下物の終端速度
http://www.recordchina.co.jp/group.php?groupid=88287&type= このような事を言ってる人がいるそうなのですが、 この人の発言内容は、突っ込みどころ満載なので、それを列挙するつもりは無いのですが ふとした疑問がわきまして 数字として知りたい事があったので質問します 衛星軌道から卵大の大きさの物を秒速20ｋｍ程で落下させた場合、 地表面への最終的な落下速度はどれくらいになるのでしょうか？ 軌道からの落下なので斜めに落ちてきつつ、空気抵抗で減速されると思います その時の発熱で、一般的な物質なら燃え尽きるのでしょうが、 今回は落下物体は「固体として質量が減らない物」と仮定した時の速度が知りたいのです よろしくお願いします
- みんなの回答 （3）
- 専門家の回答
みんなの回答
- htms42
- ベストアンサー率47% (1120/2361)
- tanuki4u
- ベストアンサー率33% (2764/8360)
http://www.kem3.com/esrp/Lecture/Mech/Airfriction/airfriction.html t0 = 3.1/g ∼ 0.3 500Km/h = 138.88889 m/s 14秒ほどで 終端速度になる だいたい 2000メートルだからちょっとした高山程度なので 0.78気圧ということで それほど大きな差が無い。 ざっくり 3000メートルも大気中を落下すると終端速度になる。 なので 「軌道からの落下の場合、空気抵抗との釣り合いである終端速度まで減速」 ↓ 地表に落ちてくるまでに十分終端速度になっている。 人工衛星が力尽きて地球に落下するくらいの角度の場合はどうなのでしょうか ↓ 極座標軸で考えれば、地表からの鉛直方向と水平方向は独立であり、鉛直方向に関しては、No1の式が成立する。水平方向に関しては空気抵抗だけなので減速する。 鉛直方向に関しては、密度から 考えると みどりで 4×4×6 ＝ 96 ≒ 100立方メートル 3800キログラム だから 38キログラム／立法メートル ピンポンより軽くて、凸凹している。 時速100KM/H 程度かなぁ ざっくり
補足
ありがとうございます リンク先も含めて 分かり易かったです でも１点だけ、追加で教えてください。 ＞水平方向に関しては空気抵抗だけなので減速する。 という部分なのですが、 軌道から、落下する時間は鉛直方向の計算で求められると思うのですが、 例えば、60秒だったとします 水平方向に秒速約７ｋｍ（低軌道の軌道速度。質問文では間違って20kmと書いていました） の速度を持つ物体が、60秒で終端速度付近まで減速できるのでしょうか？ 鉛直方向は100km/hでも水平方向の速度が大きければ合成速度も大きくなると思った次第です （鉛直方向への落下時間が60秒というのは、計算ではなく思い付きです、もっと長いかもしれません） リンク先の内容は運動エネルギーを持たない物体が落下によって加速する場合の解説のようですが、 初速を持っている物体が減速（マイナスの加速？）する場合はどうなのでしょうか？ 計算で求めることは出来ますでしょうか よろしくお願いします
- tanuki4u
- ベストアンサー率33% (2764/8360)
で 密度の設定は？ http://www.phys.sci.kobe-u.ac.jp/~sonoda/seniors_05/summaries/saito_050613.pdf 重力と空気抵抗の釣り合うところで終端速度が決まるので、密度が決まらないと終端速度は決まりません。
補足
ありがとうございます 密度はおよそ鉄と同じくらいをイメージしていたのですが、 示していただいたリンクで、ほぼ疑問は解けました 野球ボール大の鉄球で約400km/h、鉛玉なら約500km/hというところでしょうか もう一つの疑問なのですが 軌道からの落下の場合、空気抵抗との釣り合いである終端速度まで減速されるものでしょうか？ 減速が間に合わず、高速のまま地表に到達することは無いでしょうか？ 大気圏への突入角度にもよるのでしょうが 人工衛星が力尽きて地球に落下するくらいの角度の場合はどうなのでしょうか
関連するQ&A
- 人工衛星が軌道を修正するとき、垂直方向に加速したらどうなるのでしょうか
人工衛星が軌道を修正するとき、垂直方向に加速したらどうなるのでしょうか。普通は軌道の進行方向に向かって加速するもののようで、その場合のことは本などで理解したのですが、地表から見て垂直方向に加速した場合にどうなるかについては分かりませんでした。 具体的には、例えば地球を軌道半径7000kmの円軌道で回る人工衛星が、地表から見て垂直に0.4km/sの速度に加速した場合、どのような軌道になるのでしょうか。たぶん斜め上の方向に飛んでいくのだろうとは想像できるのですが、その先が分かりません。色々と計算してみたいので、具体的な計算式などを教えてください。
- 締切済み
- 天文学・宇宙科学
- 自由落下運動について教えてください
物体の落下運動について質問します。空気抵抗などが無視できるとき，物体の質量に関係なく同じ速度で落ちると聞きました。同時に落としたら重い物の方が速く落ちそうな気がしてどうもピンときません。どなたかわかりやすく教えていただけるとありがたいです。
- ベストアンサー
- 物理学
- 落下中の人工衛星、撃破すると？
このカテか天文学のカテか、迷いましたが軌道計算の範疇と思われますので物理学に詳しい諸賢にお伺いします。 さて、米国が、ヒドラジンを積んだ人工衛星を軌道上で破壊し、墜落時のリスクを軽減しようと決断したのはご承知の通りです。 http://sankei.jp.msn.com/world/america/080215/amr0802150806002-n1.htm 一方、先年中国が軌道上の人工衛星を破壊する実験を行い「スペースデブリを増しやがった」という非難を浴びたことも記憶に新しいかと思います。 http://www.astroarts.co.jp/news/2007/02/02asas_debris/index-j.shtml また、以前、毎日新聞が「弾道ミサイルを軌道上で撃破するとスペースデブリが増える」と述べ、嘲笑されたことをご承知の方もあるかも知れません。 衛星軌道を周回中の人工衛星を破壊すれば、似たような軌道を破片が漂う、というのは理解出来ます。 一方、弾道弾は軌道に乗る速度を獲得していないわけですから、途中で撃破されても破片はやがて落下するだろう、ということもなんとなく解ります。 では「現に落ちつつある衛星を途中で撃破した場合、スペースデブリは発生するのか否か」が解らなくなりました。 感覚的には「雲状に爆散した破片群が、それぞれの軌道を取りつつも、元々の衛星の軌道とそう変わらないコースで徐々に落下する」ような気がしますが、それで正しいでしょうか。 ＃厳密には衛星やミサイルの軌道要素や重量などによって異なってくるとは思いますが・・・。 なお、投稿子が疑問なのはあくまで物理学的な見解でありますので「米帝が悪事を隠蔽」「ユダヤ資本の陰謀」という如きの本筋に関係のない議論はお控え頂けると幸いです。
- ベストアンサー
- 物理学
- 静止衛星の軌道の計算について
静止衛星の軌道半径が約42,000kmということですが、計算がうまくできません。 遠心力と引力が釣り合い、以下のとおりになることは分かります。 軌道の半径をr、角速度をω、万有引力定数Ｇ、地球質量をMとすると r3 = GM/ω2 しかし、ここで万有引力定数 6.673×10^-11 m3 kg-1 s-2 地球の質量 5.9742×10^24 kg 角速度として、2π/86400(秒)=7.27×10^-5 s-1 で計算しても、r=42,000kmになりません。 また、他のところで求め方を見ると、途中で重力加速度gを使ったりしていますが、gを使わず直接求めることはできないのでしょうか？ よろしくお願いします。
- ベストアンサー
- 物理学
- なぜ人工衛星は地球の公転の早さについていけるのですか？
地球って太陽の周りを回っている速度が、秒速約２０キロメートルくらいでしたよね？ なぜそんな早い物体に、人間なんかが作った人工衛星が追いついていけるのですか？！
- ベストアンサー
- 天文学・宇宙科学
補足
はい、すみません 他の方への補足へも書かせてもらったのですが 秒速７kmくらいの間違いです 人工衛星が力尽きて地球に落下するくらいのイメージです（大きさは違いますが） 混乱させてしまい申し訳ありません よろしくお願いします