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宇宙でのエネルギー

中学3年生です。

エネルギーの勉強をしてふと思ったんですが、
宇宙での位置エネルギーは、存在しないことは分かったんですが、(重力が位置エネルギーを生むので)宇宙では、運動エネルギーがそんざいするのでしょうか??宇宙は物体は永遠に回転するそうです。
そして物体を飛ばせば永久に等速直線運動をするそうです。
ならば、エネルギーは保存されるので、等速直線運動のエネルギーがそのまま運動エネルギーになるのでしょうか?(摩擦がないから)

もしそうならば、かなりの速度を出して物体が進めば、それなりの運動エネルギーになる、ということですかね??


又、宇宙では物体が永遠に回転し続けます。
それはエネルギーの一種なのでしょうか?
そして、それは運動エネルギーなのでしょうか??

無知な質問ですみません・・・!

投稿日時 - 2008-10-08 22:30:16

QNo.4387632

困ってます

質問者が選んだベストアンサー

こんばんは。

1.
>>>宇宙での位置エネルギーは、存在しないことは分かったんですが

それは誤りです。(※後述)


2.
>>>運動エネルギーがそんざいするのでしょうか?

静止せずに運動していれば、それは、運動エネルギーがあるということです。


3.
>>>宇宙は物体は永遠に回転するそうです。

摩擦のない回転は、何かの作用を受けない限り、永遠に一定の回転速度で持続します。
(ちなみに、地球の自転速度は、潮の干満による摩擦の影響で徐々に遅くなっています。)


4.
>>>そして物体を飛ばせば永久に等速直線運動をするそうです。

そうですね。それが基本です。
何も力を受けないと、どんな物体でも加速も減速も方向転換もせず、等速直線運動をします。
(慣性)


5.
>>>
ならば、エネルギーは保存されるので、等速直線運動のエネルギーがそのまま運動エネルギーになるのでしょうか?(摩擦がないから)

そのとおりです。
運動エネルギー = 質量 × 速さの2乗 ÷ 2


6.
>>>
又、宇宙では物体が永遠に回転し続けます。
それはエネルギーの一種なのでしょうか?
そして、それは運動エネルギーなのでしょうか??

そうです。運動エネルギーそのものです。



※(上記1が誤りである理由)

位置エネルギーというのは、高さが大きいほど大きくなります。
それはすなわち、星と物体との距離が大きくなるほど位置エネルギーが大きいということです。
星の引力は遠くなるほど小さくなりますが、位置エネルギーは遠くなるほど大きくなるのです。


【余談】
位置エネルギーは高さに比例する、と習っていると思いますが、
それは、あくまでも近似です。
重力は2体間の物体の距離が大きくなるほど弱くなります。(距離の2乗に反比例します。)
位置エネルギーは、重力を積分することで求まります。
(積分は高校で習います。)

結果だけ書きますと、

重力 = 正の定数/r^2  ・・・rが大きくなるほど小さくなる

位置エネルギー = 負の定数/r  ・・・rが大きくなるほど大きくなる

(上の式において、rは、2体間の距離)

上記で「負の定数」になる理由は、
1/r^2 を積分すると -1/r という形になるからです。


以上、ご参考になりましたら。

投稿日時 - 2008-10-09 01:51:48

お礼

難しいですね・・・!!
でもオドロキなのは、位置エネルギーが存在することです!
宇宙はとてつもなく広いですよね?と、いうことは宇宙での位置エネルギーは場合によっては計り知れないものですね!!

それから、回転も一種の運動エネルギーだということには驚きましたよ♪
まだまだ世の中には不思議なことがたくさんありますね☆

投稿日時 - 2008-10-09 06:45:34

ANo.2

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回答(2)

ANo.1

R48

エネルギーを考えていくと、重力に辿り着きます。
現在動いている星などは、外部から単なるエネルギーを受けたものと、重力が作用したものと、その両方があります。
当然エネルギーで表されます。
一般相対性理論から調べてみると興味が湧くと思いますよ。
また折りしも3人の日本人がノーベル物理学賞を受賞しました。
ビッグバン後の素粒子の理論ですので、あなたの投稿に結びつきますよ。

>そして物体を飛ばせば永久に等速直線運動をするそうです。

これは重力が作用しない条件下での話です。
いつかは周囲の重力の影響で、直線ではなくなります。
彗星が例です。

投稿日時 - 2008-10-08 22:52:51

お礼

そうなんですか?!
理科って不思議ですね・・・!!
でも到底この私にはあの3人の学者のようにはなれないです。
彼らは日本のまさに誇りですね♪

彗星の軌道はニュートンの発見だったと思います。
余談ですが彼の説での計算はかなり正確で、近年地球にその起動が重なって(2069年だったと思いますが定かではないです)地球を滅ぼすとか何とかテレビでやっていました。

相対性理論って、アインシュタインのあの式のことですよね??
なんだか興味がわいてきます!!
でも理科の先生か誰かに聞いたんですが、今現在彼の相対性理論を完全に習得しているのは世界に10人もいないそうですね・・・↓↓

投稿日時 - 2008-10-09 06:38:55

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