回転する宇宙ステーションの遊び方
- ステーションを選び、カードの半径、縁の速さ、回転の速さ、周期、目標を読もう。
- a = v² ÷ r = ω²·r と ω = 2π ÷ T を使うか、ω、T、r について解こう。
- 答えを入力して回すを押そう。加速度はメーターに印をつけ、回転の速さ、周期、半径はステーションを設定します。
- 矢印を見よう。速度は縁に沿い、加速度は中心を向きます。回転が始まったらメーターを読もう。
宇宙飛行士はなぜ重さを感じるの？
円の上を動く物体は向きを変え続けるので、速さが一定でも加速しています。この向心加速度は円の中心を向き、大きさは a = v² ÷ r = ω²·r です。回転する宇宙ステーションでは、宇宙飛行士の足はまっすぐ進もうとしますが、縁の床が宇宙飛行士を絶えず中心に向けて押します。この押す力は 1 kg あたり a = ω²·r で、重さとまったく同じように感じられます。速く回るほど、またリングが大きいほど強くなります。重力加速度は地球で約 9.8 m/s²、月で約 1.62 m/s² です。
学習のための簡潔なモデル
ステーションは一定の速さで回り、宇宙飛行士は縁の上で静止しているので、等速円運動をしています。宇宙飛行士の身長は無視します。ほかの天体の重力はありません。1 回転は正確に求めます。表示はミッションごとに固定され、再生速度はキャンバスに表示されます。