こんにちは。きのひです。
2022年5月23日 第1刷発行
2023年2月14日 第2刷発行
六太(むった)と日々人(ひびと)はついに月面での再会を果たしました。
NASA、ROSCOSMOS、JAXAが協力する国際的ミッションは完遂に向けて大きく前進しようとしている。
月面基地にやってきたロシアチーム「マクシム4」の4名は宇宙服を脱いだ。
いよいよ月ミッションがスタートします。
「はははっ!やっぱ楽しいなこのフワフワ感」
日々人はフワフワ感を楽しみながらぴょーんと歩きます。
「ほんと宇宙服脱ぐと軽いね!」
「『6分の1』ってこんな軽いの!?笑っちゃうね!」フランツもフワフワしながら歩く。
月の重力は地球の6分の1。
それは月の重さが地球の重さの6分の1ってこと?
JAXA 「もっと知りたい!『月』ってナンだ!?」によると月の重量は「地球の81分の1」
月の大きさは直径約3476kmで地球の約4分の1です。
「月探査情報ステーション」「月の重力は、なぜ地球の重力の6分の1なのですか?」
「まず結論から言ってしまいますと、理由は『月の大きさが地球の4分の1で、重さが約100分の1だから』ということになります」
月の重さが軽いため、月が引っ張る引力(つまり月の重力)が小さい。
「せっかくですので計算してみることにしましょう」
まず必要になるのは、ニュートンの第2法則。
「物体が受ける力は物体の重さと加速度をかけたものになる」
力の大きさをF、重さをm、加速度をaとすると式はこうなります。
F=m×a
次に「万有引力の法則」
物体同士が受ける力は互いの質量に比例し、距離の2乗に反比例する、というものです。
質量mと質量Mという2つの物体が距離Rだけ離れていたとき、互いに働く引力の強さFは以下の式で表すことができる。
F=G×M×m÷R÷R
Gというのは「万有引力定数」という決まった数です。
月の「重力」とは月と私たちの間に働く引力ということになる。
ある物体を月に持って行ったとして、そこに働く引力を表す式は以下になります。
月の引力=G×(月の質量)×(物体の質量)÷(月の半径)÷(月の半径)
同じ物体を地球に持って行った場合、地球上での引力は以下の式で表すことができる。
地球の引力=G×(地球の質量)×(物体の質量)÷(地球の半径)÷(地球の半径)
両者の比をとってみると
月の引力 G×(月の質量)×(物体の質量)÷(月の半径)÷(月の半径)
――――― = ――――――――――――――――――――――――――――――
地球の引力 G×(地球の質量)×(物体の質量)÷(地球の半径)÷(地球の半径)
Gと「物体の質量」は分母と分子で同じだから打ち消しあいます。
月の引力 (月の質量)÷(月の半径)÷(月の半径)
――――― = ――――――――――――――――――――――
地球の引力 (地球の質量)÷(地球の半径)÷(地球の半径)
さて「理科年表」などの資料を見てみると、月の質量は地球の0.0123倍となっている。
また地球の半径は6378キロメートル、月の半径は1738キロメートルとなっています。
これを上の式にあてはめてみる。
月の引力 0.0123 ÷ 1738 ÷ 1738
―――― = ――――――――――― = 0.16594...
地球の引力 1 ÷ 6378 ÷ 6378
ほぼ、0.16倍ということになります。
「6分の1は0.1666... となりますので、大体6分の1と考えてよい値です」
これ、なんとなく自宅の電卓で計算してみました。
0.0123÷1738÷1738=0.000000004
1÷6378÷6378=0.000000024
きっちり6分の1でした。