- 締切済み
気体には遠心力が働きますか？
遠心分離機は、ものすごい勢いで回転させて、やっと密度差が生じて分かれます。仮に遠心力が働くとしても、非常に弱い力しか及ぼさないのではないでしょうか。 気体に少ししか遠心力が働かないとすると、等価原理によって大気にも重力があまり及ばないことになります。大気を地球に縛り付けている力は、本当に重力なんでしょうか？
- antigravity
- お礼率0% (0/61)
- 物理学
- 回答数9
- ありがとう数0
- みんなの回答 （9）
- 専門家の回答
みんなの回答
- ddtddtddt
- ベストアンサー率55% (174/311)
計算してみましょう。 大気の密度は地表付近ではρ＝1.3 kg/m^3だそうです。重力加速度をg＝9.8 m/s^2として、地表付近の1 m^3の大気の塊に働く重力は、 Fg＝ρ×1(m^3)×g＝12.74 N です。一方遠心力は、自転の角速度をω，地球の半径をrとして、 Fo＝mrω^2 で計算できます（地表付近）。ここでmはさきほどの、ρ×1(m^3)です。またrは、地球の半径なので、 r＝6000 km＝6000000 m ωは24時間で一周（2π）という事で、 ω＝2π/24/3600＝0.00007272 1/s という事になります。これらを使うと、 Fo＝mrω^2＝0.04125 N です。 確かに大気にはわずかな遠心力しか働きませんが、だからこそ重力の大勝ちです。少なくとも地表付近の大気は、重力によって地表付近にとどまっています。しかも現実には自身への重力だけでなく、自身から上の上層大気の全ての重さもFgにプラスされます。 高空になると大気圧が下がるので大気密度ρは急激に減少し、大気への重力効果も急激に減少します。よってどこまでも大気がある訳じゃないです。その限界がどの辺りかの概算は、ご自分で計算できると思います。 ちなみに等価原理の解釈は正しいと思います。
- QCD2001
- ベストアンサー率59% (298/498)
＞気体に少ししか遠心力が働かないとすると、等価原理によって大気にも重力があまり及ばないことになります。 じゃあ、地球の回転が速くなって大気にかかる遠心力が大きくなると地球の重力も大きくなるのですか？ 人工衛星を地球の周囲を高速で回転させて遠心力を大きくすると、人工衛星が感じる地球の重力は大きくなるのですか？ 等価原理は遠心力（正しくは慣性力）と重力とを区別できない、と言っているだけです。遠心力と重力とが同じ大きさになるなどとは言っていません。
- tetsumyi
- ベストアンサー率26% (1853/7073)
大気を地球に縛り付けている力は重力です。 遠心力とは関係ありません。 どんなものでも地球重力から宇宙空間に飛び去って行くには、第二宇宙速度約 11.2 km/sを越えることが必要条件です。 常温での空気の運動速度は2km/s以下ですから外向きに飛んでもすぐに落ちてきます。 http://topicmaps.u-gakugei.ac.jp/phys/matsuura/lecture/heat/contents/basic/temperature/9_molecularmotion/kinetictheory_gas.htm 宇宙に飛び去るには空気温度が1500℃以上になる必要があります。
- nanashisan_
- ベストアンサー率20% (55/275)
遠心力は慣性による見かけの力なので、回転しているものなら質量に無関係に働きます。ただしその大きさは質量に比例したものとなります。 次の行は「等価原理」が何のことを言っているのか不明なので回答できません。
- chachaboxx
- ベストアンサー率23% (412/1777)
遠心力は外向きの力ですよね？ 大気に重力が働かないとしたら大気を引き留めているのが遠心力だと？ 重力も遠心力も質量に比例するとこまでは大丈夫ですよね？
- sailor
- ベストアンサー率46% (1954/4186)
大気を地球に引き留めているのは間違いなく重力ですよ。地上では凡そ１気圧ですので、凡そ1Kgの重さの大気があなたの上にも乗っているということですね。大気圧というのは言い換えればその地点のその上に乗っている大気の重さということです。ただし気象による変化を無視した、きわめて平穏で風も吹かないような状態の話ですけどね。 それから気体でも遠心分離はできますが先の方が言われているウランのような同位体の分離のような場合でなければほとんど行われないでしょう。一般的な気体であればその沸点の差や他の物質と反応させた後で反応させた物質を取り除く方法などを利用した方がはるかに安上がりですからね。
- tiltilmitil
- ベストアンサー率22% (1871/8251)
気体にも働きますし、遠心分離も可能です。ただ効率は悪いので、普通はそれでも元が取れるものにしか使いません。具体的には核燃料の濃縮。 http://www.jnfl.co.jp/ja/business/about/uran/summary/centrifuge-cascade.html
- qwe2010
- ベストアンサー率19% (2122/10775)
遠心分離器、構造を理解していますか？ 大気には遠心力が、働きませんよ。
- aokii
- ベストアンサー率23% (5210/22062)
大気を地球に縛り付けている力は、本当に重力なんです。空気はたくさん集まると重いものです。
関連するQ&A
- 大気を地球に縛り付けているのは何の力ですか？
遠心分離機は、ものすごい勢いで回転させて、やっと密度差が生じて分かれます。仮に遠心力が働くとしても、非常に弱い力しか及ぼさないのではないでしょうか。 気体に少ししか遠心力が働かないとすると、等価原理によって大気にも重力があまり及ばないことになります。大気を地球に縛り付けている力は、本当に重力なんでしょうか？ 等価原理は、遠心力と重力の区別がつかないということです。相対性理論で使われています。
- 締切済み
- 物理学
- 遠心力を重力に換算すると？
遠心力で二つの物質（液体と固体）を分離させたいのですが、調べてみると遠心力の単位として「ｘｇ」という単位が使われています。 この「ｘｇ」という力は、重力に換算するとどのようになるのでしょうか？ よくテレビなどで、ジェット機のパイロットにかかる力を１Ｇとか２Ｇという言い方でで表すのを耳にしますが、この「Ｇ」と同じ意味なのでしょうか？
- ベストアンサー
- 物理学
- 遠心力と引力は何のこと？
重力と引力という言葉の意味の違いが気になり調べました。 重力＝遠心力＋引力 であるということがわかりました。 では遠心力と引力とは何のことでしょうか？ 現在では、重力の正体は時空の歪みであるという一般相対性理論の説明が有力ということなので、地球と月の例でいうと、 ・引力（万有引力）とは、地球が作る時空のすり鉢状の歪みによって月が地球方向に引き込まれる力の大きさのことを指すのでしょうか？ ・遠心力とは、月が地球が作る時空のすり鉢状の歪みに沿って、地球の周りを公転する際の遠心力の大きさのことを指すのでしょうか？ あともう１つ、 ニュートンの万有引力とは、どういう手段で引き合っているのか？といういうことは説明してないものなのでしょうか？ 「良くわからんがとにかく引き合っているんだ」という説明のものなのでしょうか？
- ベストアンサー
- 物理学
- 遠心力と引力がつりあったら・・・
最近、夏バテで重力さえもきつく感じるので(笑)こんな空想を考えてみました。 以下、赤道上の話とします。また他の星の引力は無視してください。 現在の地球の自転速度では、地球の自転による遠心力は地球の引力に比べておよそ３００分の１と普通無視できるレベルですが、自転の角速度が今の約１７倍（１時間ちょっとで日が沈んだり上ったり…）になると遠心力が引力につりあいます。 ここで質問ですが、このつりあいの状態の赤道上ではいわゆる無重力が体感できるのでしょうか。また、仮にそれが無重力状態だとすると地面をけってジャンプしたらその人はその後どうなるのでしょうか。再び引力が効力を出して地面に落ちるのか、あるいははるかかなたへとんでいってしまうのか。どうも独力ではジャンプした後の力の働き方とかがよくわからないのでご回答よろしくお願いします。
- ベストアンサー
- 物理学
- DNAの等密度遠分離法について
塩化セシウムを使ったDNAの等密度遠分離法の説明の中で，塩化セシウム溶液を高速で遠心分離すると，自然に濃度勾配が生ずることを利用しているとありました。 質問は，この「自然に」という点です。均一に混ぜ合わさった塩化セシウム溶液を高速で遠心分離すると溶液中に濃度差ができるということなのでしょうか。それは物理的にどのような現象なのでしょうか。 あまり混ぜていない塩化セシウム溶液を遠心分離すると密度によって層に分かれるというのなら分かりますが。 それとも，遠心分離器中のの回転半径の大きさで，重力が違いますが，飽和濃度が重力の大きさに影響するなんてことがあるのでしょうか。 また，高速とはどのくらいなのでしょうか。 以上よろしくお願いします。
- ベストアンサー
- 生物学
- 潮汐力と公転の遠心力について
No.2039のご質問と回答ですが、まったく納得がいかないので、改めてお教え下さい。 No.2039のリンク先の説明で納得しかかったのですが、何か引っかかるものがありました。 太陽の周りを回る惑星を外から見たとき、惑星がそのまままっすぐに進もうとするのに対して太陽の引力が向心力として働き、内向きの加速度となって円運動をする訳です。遠心力はどこにも出てきません。 それに対し、惑星上から見たときには、惑星は万有引力によって太陽と引き合おうとする力と円運動によって生じる遠心力とが釣り合って太陽との距離を保つということになります。すなわち、遠心力は回転座標系で初めて見えてくるわけです。地球と月との場合も同様です。遠心力を考えるには、地球と月を結ぶ座標で考えなければいけないと思うのです。 地球と月の場合には、原点として地球と月の共通重心をとり、地球の中心に延びる線を基準座標に取りますと、この座標は外から見て同じくひと月に１づつくるくると回っていることになります。このような回転座標系を取らないと引力と遠心力を釣り合わせることはできないはずです。そうすると、原点から外向きに遠心力が働くことになり、地点によらず遠心力は一定である、という答えにはなりません。 回転系を考えているのに、No.2039のリンク先のような並進する座標が回転運動する座標系を考える意味がわかりません。 つまり、 ・遠心力の定義を考えると、座標として地球と月を結ぶ線を考えるべきである。この座標から見ると、月の反対側で遠心力が大きくなる。（少なくともこのような座標を取ってはいけない理由がわかりません。） ・リンク先で説明されている力が働いていることはわかるが、その力は遠心力ではなく別の呼び方をすべきである。 と思うのです。 特にNo.2039で議論されておられた方、上の間違いをご指摘下さい。
- ベストアンサー
- 天文学・宇宙科学
- 竜巻の渦は何故遠心力に打ち勝っているのですか
竜巻の渦は自らの遠心力に打ち勝って回転する渦を保つのみならず、相当の質量のある物を回転させています。密度の小さい空気の渦だけならば上昇気流で保てるとしても大きな物体の回転を保つ力は何でしょうか。 また、この渦の直径を小さく絞り込む力はどのような力でしょうか。
- ベストアンサー
- 科学
補足
そうすると大気を地球に止めて置いているのはなんですか？