*****記事本文の内容に関する訂正*****

この記事の内容に関しまして、重要な間違いがありました。お詫びして訂正いたします。

間違い:「遠心力で空に放り出される」

→ 訂正:「慣性力で空に放り出される」

地球の引力がなくなると同時に遠心力も消えてしまうので、「遠心力で空に放り出される」というのは誤りでした。地球表面の物体は、円運動の慣性力によって、引力が消えた瞬間の速度で円の接線方向に放り出されて直線運動をすると考えられます(理論的には)。

ですので、この記事に出てくる遠心力の数値を使った議論については、仮に引力が消えた後も遠心力と同じ大きさの力が物体にかかり続けたとすると、このようになるという意味で理解してください。

ただ、数値や物理的な理解に違いはあるものの、実際に起こる現象として「加速度的に地球から離れていく」というのは正しいのではないかと考えています。この辺りの議論はコメント欄に追記しました。

間違いをご指摘くださったT様に、この場を借りてお礼を申し上げます。また、引き続き読者の皆様から、アドバイスやご意見をいただければ幸いです。今後ともよろしくお願い申し上げます。

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唐突ですが、もし今地球の重力がなくなったら、どんなことが起こるでしょうか?

 

私たちは重力で地面に引きつけられていますから、重力がなくなったら、ぷかぷか浮かぶかもしれないですね。

ぴょん、と飛んだら、もしかしたら雲の上かも。

 

こんな想像、ちょっとわくわくしますね!

実際のところどうなんでしょうか?

ゆっくりじっくり考えてみたいと思います。

重力って何?

さて、重力という言葉はよく聞くんですが、「重力って何?」と質問されると、なかなかすっきり答えられない人が多いと思います。

 

私たちを地面に引きつけている力には違いないのですが、地球の中心に向かっていろんなものを引きつけてる力は、正確には地球の「引力」であり、重力とはちょっと違います。

 

重力というのは、地球の引力と遠心力を合わせた力、なんです。

 

???

うーん、ややこしいですよね。

こちらの図を使って見ていきましょう。

重力は地球の引力と遠心力との合力

 

地球表面の物体にはたらく重力は、地球が持っている引力(万有引力)と、自転によって生じる遠心力との合力です。

 

  • 重力 = 地球の引力 + 遠心力

 

上の図を見ると分かりやすいですよね。

 

地球楕円体は限りなく球形に近いため、地球表面における地球の引力は緯度によらずほぼ一定です。

(上の図では地球の扁平率を強調してあります。)

ですので、遠心力が最大となる赤道付近で、重力は一番小さくなります。

遠心力で空に放り出される!

さて、気になるのは「もし地球の重力がなくなったらどうなる?」ということでしたね。

 

「重力がなくなったら」という問いでしたが、もう少し正確に言うと、「地球の引力がなくなったら」という問いが適切だと思います。

ここでは引力がなくなった場合のことを考えてみたいと思います。

 

もし地球の引力がなくなったら……。

 

答えは、「遠心力で空に放り出される」です!

 

地球の引力がなくなると、人間を含む地球表面のすべての物体には、遠心力だけがかかります。

そして、遠心力は地球の外側、つまり空にむかってかかっているのです。

 

この遠心力のせいで、私たちは空に放り出されてしまいます。

地球の遠心力ってどのくらい?

私たちを空に放り出してしまう遠心力。

地球の遠心力ってどのくらいなんでしょうか?

私たち、ものすごい勢いで空に放り出されてしまうんですかね……。

 

地球表面の遠心力は、計算によって求めることができます。

こちらのサイトに計算方法が書かれていますので、興味のある人は参考にしてください。

 

地球の半径を6378 km、自転周期を23時間56分4秒(86164秒)とし、地球は球形であるとすると、赤道直下における地球の遠心力は0.03 m/s^2ほどになります。

 

遠心力が最も大きい赤道直下でも、0.034 m/s^2。

この値は、赤道付近での重力加速度9.78 m/s^2と比べると、はるかに小さいものです。

ちなみに北緯35°(日本の緯度の中心)では0.028 m/s^2です。

いずれにしろ、重力加速度の300分の1程度の小ささです。

 

しかし、あなどれないのが遠心力。

私たちはけっこうな速さで放り出されてしまうんです。

 

地表に立っている人がどのくらいの速さで地表から離れていくか、加速度(遠心力)から計算してみます。

 

計算に使うのは、高校の物理で登場する距離と時間に関するこちらの公式です。

距離と時間に関する公式

 

さて、あなたが北緯35°(兵庫県あたり)に立っているとすると、たとえば初めの5分で上空1.3 kmを飛んでいるでしょう。

1時間もしたら、上空181 kmの高さに。

けっこうな速さで地球から放り出されてしまいますね。

 

そして放り出される速度は、時間が経つにつれどんどん速くなっていきます。

おわりに

いかがでしたか。

もし地球の引力がなくなったら、私たちはけっこうな速さで空に放り出されるんですね。

「ぷかぷか浮かぶのかな?」という想像よりは、かなり厳しい現実……。

 

でもそれだけに、引力のありがたさが身にしみます。

私たちの世界って、普段はあまり意識することのない地球の引力のようなものに支えられて成り立っているんですね。