物理学的思考をあなたに（解答編）

3月10日に問題編をアップしてから
随分時間が経ちましたので
もう一度問題を書いておくと
問）鳥が空に羽ばたくと、地球は軽くなるでしょうか？また、人工衛星が空に打ちあげられると
　　その分地球は軽くなるでしょうか？
オマケ）宇宙で皿を宙に浮かせたままにし、ハンマーで叩くと割れるでしょうか？

という問題でした。
この解答を物理学的思考によって答えてほしいのです。
私達の感覚や、当てずっぽうではなく。

まず、鳥が空に羽ばたくと地球は軽くなるかという問題ですが、
これは軽くなりません。理由は地球に対して鳥が軽すぎるから
空に飛んだくらいほとんど影響はないから、ではありません。
鳥が宙に浮いている時は重力と揚力が釣り合っています。
その重力は結局地面にいる時と同じです。
（地面にいる時は垂直抗力が重力と釣り合っています。）
ですから鳥が宙に浮いてもその分軽くはなりません。

ところが人工衛星はその分軽くなります。
なぜなら、無重量状態だからです。
これを、考えるには人工衛星ならぬ
衛星である月をアナロジカルに考えてみれば明らかです。
月は地球を回っていますが、
月が自分の真上にくるたびに月の重力を空から
感じて頭が上から押さえつけられる～
なんていう人はいませんよね(笑)
ですから、月の重さは当たり前ですが、地球の重さに入っていません。
それならば、同じく地球のまわりをまわる人工衛星の重さも
地球には入りません。ですから、人工衛星が飛び立つとその分
地球はほんの少し軽くなります。

最後にオマケの解答ですが。これは割れます。
なぜなら、慣性の法則で皿は無重量状態であってもその場所に居続けようとします。
ハンマーで叩かれた、部分だけが加速度を与えられるので、
叩かれなかった部分と叩かれた部分に速度の差によるひずみが起こり
割れます。ただ、ハンマーと同じくらいの大きさかそれ以下の大きさのものは
全体が加速されるので割れません。

実はスペースシャトルで公募される実験はほとんどは
実験の必要もなく結果は物理学的に考えればわかります。
しかし、宇宙開発には多額の資金がかかるため、
このような余興をして、宇宙開発に理解を頂くために行っている側面もあります。

（オマケ）
今日は東京マラソンでした。
皆さんよく走りますね。
私は最高でも20kmしか走ったことが
ありません。
しかも長距離を走るのは子供の頃から好きではありません。
ですから、フルマラソンを走れるなんて
凄いと思います。

いよいよ明日はWBCの準決勝ですね。
韓国も勝ちましたし、決勝で韓国と完全決着を
するために勝ってほしいです。
アメリカはオールメジャーですが、
頑張ってほしいです
明日もし負けてしまったら、ショックで仕事にいけない
かも知れません。