円筒形宇宙コロニーってなんで遠心力で大気が壁面にへばりつけるの？ : 懐古スイッチ

1: 名無しさん＠おーぷん 2016/04/13(水)18:11:10 ID:BfC

おかしくない？気体に対して遠心力って働くの？

回転するスペースコロニーの断面
　　　　　　　　　　　　　　 _,,.. -──‐- .､.._.
　　　　　　　　　　　,. ‐''"´　　　　　　　　　｀`'‐.､
　　　　　　　　 ,.‐´　　　　　　　　　　　　　　　　　｀‐.､
　　　　　／　　　　　　　　　　　　　　　　　　＼.
　　　　　 ,i´　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 `:、
　　　　 /　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　ヽ.
　　　　,i　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 i、
　　　 .i　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 i.
　　　.i　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　l
　　　|　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 |.
　　 |　　　　　　　　　　　●　　　　　　　　　　　　　　 |
　　　|　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 |
.　　　l　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 l.
.　　　 i、　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 ,ｉ
.　　　　i、　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　,!
.　　　　ヽ　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　/
.　　　　　 `:､　　　　　　　　遠心力　　　　　　　　　　　,‐'
　　　　　＼　　　　　　　　　 ↓　　　　　　　　　／
　　　　　　　　 `‐､　　　　　　　　　　　　　　　　 , ‐´
　　　　　　　　　　　｀ '‐.､ _　　　　　　　　 _, ‐''"
　　　　　　　　　　　　　　｀` ‐-----‐ '"´

2: 名無しさん＠おーぷん 2016/04/13(水)18:13:59 ID:cRA

質量があるなら働くだろ。

3: 名無しさん＠おーぷん 2016/04/13(水)18:14:02 ID:S2v

働くが

4: 名無しさん＠おーぷん 2016/04/13(水)18:14:50 ID:j0b

マクロスの箱庭型のコロニーは逆に重力どうやってるのん？

6: 名無しさん＠おーぷん 2016/04/13(水)18:16:26 ID:cRA

>>4
摩擦が働くだろ。外壁と一緒に回るんじゃね。
というか空気に重さや摩擦があるから地球には台風や色んな気象現象が起こるんだぞ

36: 名無しさん＠おーぷん 2016/04/13(水)18:54:04 ID:t37

>>4
マクロス世界は重力制御装置があるんだよな…

5: 名無しさん＠おーぷん 2016/04/13(水)18:15:10 ID:BfC

いやいや外壁がいくら回転しても内部の気体には影響なくない？
質量があってもそこに力が加わらないんだよ？

7: 名無しさん＠おーぷん 2016/04/13(水)18:16:31 ID:BC8

働かなくても充填させときゃ問題なくね？

11: 名無しさん＠おーぷん 2016/04/13(水)18:19:28 ID:BfC

>>7
>>9
いや黒丸部分が真空に近くなるくらい気圧が低くなるって描写を何かで読んだんだよ
中心から壁面に近づくほど気圧が高くなるの

12: 名無しさん＠おーぷん 2016/04/13(水)18:20:25 ID:1J9

>>11
黒丸部分が壁面より気圧が低くなるのは事実だが、「真空に近くなる」なんてことは全くない

14: 名無しさん＠おーぷん 2016/04/13(水)18:22:09 ID:BfC

>>12
そのくらい回転Ｇが強かったんじゃないの？
とにかく回転数を上げて遠心力を上げればいつかは中心部分に真空が出現するよね？

15: 名無しさん＠おーぷん 2016/04/13(水)18:23:12 ID:KKC

>>14
しません

16: 名無しさん＠おーぷん 2016/04/13(水)18:23:24 ID:1J9

>>14
中心部が真空になるほど回転を上げたら、無茶苦茶速い回転になるぞ
壁面部分は数百Gとかになるはず

17: 名無しさん＠おーぷん 2016/04/13(水)18:25:49 ID:BfC

>>16
そもそもの大気密度にもよるんじゃないか
壁面内側の回転Ｇが１Ｇ、壁面付近が1気圧になるときに中心部分が真空になる大気密度ってのは必ずあるはず

19: 名無しさん＠おーぷん 2016/04/13(水)18:27:48 ID:BC8

>>17
Gより真空の方が吸引力高いから、自然とそっちにも空気いくんじゃね？

20: 名無しさん＠おーぷん 2016/04/13(水)18:28:26 ID:BfC

>>19
そうなのかなあ
こればっかりは物理屋に計算してもらわないとわからないかな

21: 名無しさん＠おーぷん 2016/04/13(水)18:29:39 ID:1J9

>>17
ない
というか、それは「スペースコロニー」ではありえない

地球では表面が約１気圧だが、これは地上部分が１Gだからというだけで生まれるものじゃない
これは、「地球の巨大な重力場」×「数百キロに及ぶ大気層の厚さ」によってようやく生まれるものなんだよ
仮にスペースコロニーで同様にしようと思ったら、最低でもコロニーの直径が同様に数百キロレベルでないと話にならない
実際には地球の重力場に比べてコロニー回転の遠心力では重力勾配が全く違うから、数百キロでも全然足りないが

22: 名無しさん＠おーぷん 2016/04/13(水)18:33:07 ID:BfC

>>21
１Ｇ１気圧を円筒形コロニーで実現するためには相応の直径ないし大気密度が必要ということか

23: 名無しさん＠おーぷん 2016/04/13(水)18:34:44 ID:1J9

>>22
違う
「１Ｇ１気圧で、回転したときに中心部が真空になるためには、無茶苦茶なサイズが必要になる」ということ
実際には、ガンダム的なコロニーでも直径は10キロ程度だから全然足りず、中心分でも気圧はほとんど変わらないという結果になる

24: 名無しさん＠おーぷん 2016/04/13(水)18:36:56 ID:BfC

>>23
なるほどなるほど
じゃああまり意味のない仮定かもしれないが壁面内側で1気圧という縛りを取っ払って
とにかく大気を薄くしたらサイズや角速度が少なくても中心部に真空は生ずるよな

26: 名無しさん＠おーぷん 2016/04/13(水)18:38:58 ID:1J9

>>24
ガンダム的な普通のコロニーという前提なら、その場合はその「とにかく大気を薄くしたら」はほぼ真空レベルになる
つまり、中全体を真空にするのと一緒

29: 名無しさん＠おーぷん 2016/04/13(水)18:41:30 ID:BfC

>>26
まあそうなるわなあ
やっぱりあの描写は間違いだったのかな

25: 名無しさん＠おーぷん 2016/04/13(水)18:37:38 ID:KKC

>>23
大きくしても中心部では遠心力ほぼないよ？

28: 名無しさん＠おーぷん 2016/04/13(水)18:40:14 ID:1J9

>>25
それが何か？最初からその前提での話をしてんだが

30: 名無しさん＠おーぷん 2016/04/13(水)18:44:24 ID:KKC

>>28
>>23で「径を大きくすれば真空を作れる」と言ってるように見えるから「それはない」と

31: 名無しさん＠おーぷん 2016/04/13(水)18:48:47 ID:1J9

>>30
いやあるよ？
地球の重力場だって距離と共に弱くなっていくが、大気が無限遠まで続いてるわけじゃない
地球の場合だと大気層は300キロって所だが、この重力場として、地上から300キロ上空までの積分値の力があればその先は真空になる

同様に、コロニー内の空気がすべて円筒に同期して回転してるとして、その回転による遠心力の総量が同等になれば、そこから先は真空になる
ただし、地球の重力場と違って回転の遠心力は急速に弱るから、無茶苦茶巨大にする必要があるが

32: 名無しさん＠おーぷん 2016/04/13(水)18:49:56 ID:BfC

>>31
だよね
極端に大きなコロニーか極端に回転数の大きいコロニーなら中心部は真空になるはず

8: 名無しさん＠おーぷん 2016/04/13(水)18:16:54 ID:e6t

遠心力が働くのは壁に乗ってるやつだけだろ

9: 名無しさん＠おーぷん 2016/04/13(水)18:17:44 ID:1J9

「大気が壁面にへばりつく」んじゃなくて「内部全体に大気を充満させる」んだよ
遠心重力があろうとなかろうと関係ない

10: 名無しさん＠おーぷん 2016/04/13(水)18:18:12 ID:BfC

あー気体の摩擦か

13: 名無しさん＠おーぷん 2016/04/13(水)18:21:36 ID:gFM

中心は外壁より周速（角速度）が早いからね
遠心力が強くなる

27: 名無しさん＠おーぷん 2016/04/13(水)18:40:06 ID:EZN

あんなコロニー浮かべるよりも月や火星に基地作った方が楽そう