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「月面で幅跳びをすると、どれぐらい跳べるか」

 投稿者:Miranda Welrech  投稿日:2017年 7月15日(土)15時53分16秒
  通報 返信・引用
 
最近は、色々と事情があって、掲示板もウェブサイトも暫く中断し
ていました。

たまたまヤフーの「白痴袋」を見ていると、天文学か宇宙物理学関
係の質問で、月面で、幅跳びをすると、どれぐらい跳べるのか、と
いうのがあったので、昨日から答えを考えて来たのですが、ようや
く答えを造ったので、これを投稿しようと思うと、質問は締め切ら
れ、「投票に移行しました」と出て来ました。回答はできなくなっ
たのでした。ここに、投稿しようとした回答を載せます。

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https://detail.chiebukuro.yahoo.co.jp/qa/question_detail/q14176393899

月面で走り幅跳びしたら、地球上で跳んだとき

chielien_3459874f330ed8b7723eac628さん

2017/7/813:41:08

月面で走り幅跳びしたら、地球上で跳んだときの何倍の距離、跳べるでしょうか?

ただし、
地球と同じように空気があって宇宙服を着なくても良いという条件で。

    共感した 1

閲覧数:    47
回答数:    8

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回答

物理学的に、かなり丁寧に考察し、検討しつつ説明を書いていると、3000文字を
越えたので、詳しい説明は略して、結論だけを述べます。

月面上で、助走を付けて幅跳びをすると、地球上での場合と較べて、理論的には、最
大2.44倍、実際は、2倍程度の跳躍距離になると思えます。

月面での走行とか助走の仕方とか、それなりに練習して慣れなければなりませんが、
慣れないので、うまく跳べないというのは答えにはならないと思います。確かに、月
面上では、地面を脚で蹴っても、十分なエネルギーを獲得できないというのはありま
すが、助走で、複数回地面を蹴ることで、結局、地球上でと同じだけの運動エネルギ
ーを獲得できると考えられます。(間違っているかも知れない。大学一回生レベルの
古典力学の初歩的問題だが、長くこういう問題に関わらなかった)。

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なお、最大2.44倍という数字は、これは6の平方根です。
月面で、垂直に跳び上がると、地球上と同じエネルギーで地面を蹴った場合、重力が
6分の1なので、月面では、6倍の高さまで跳び上がります。しかし、跳び上がった
後は、地面に降りてくるのですが、このあいだの滞空時間は、6倍になるかというと、
実は、6の平方根倍にしかならない。これが、2,44です。

水平方向の走行や運動は、地球上と同じ式の形になるので、最後に勢いを付けて、跳
び上がる時、どれぐらいの時間、空中を滑空するかで、幅跳びの到達距離が決まる。
この滞空時間が、月面では、6の平方根倍が最大値になるので、上に書いたような結
論になります。

(なお、何故平方根かという理由も少し書いておきます。ある運動エネルギーで、垂
直に上に跳び上がった時、変位(移動距離)は、「加速度係数X変位X質量=重力X
変位=運動エネルギー」という式から出てくるのですが、これは、加速度係数が6分
の1の月だと、同じ運動エネルギーに対し、質量は不変なので、変位が6倍になる。
他方、滞空時間は、「運動エネルギーは、速度の二乗に比例する」という式と、等加
速度運動では、「速度=加速度係数X経過時間」という式から、6の平方根になるの
です)。

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なお、回答が8個ついていますが、すべて間違っています。あるい
は、回答になっていない。
ごく初歩的な古典力学の問題なのですが、まともに考えて回答する
人がいないという実情は、憂慮すべきことかも知れません。
わたしの回答も、どこか抜け穴があるような気がしますが、いまの
考えでは、これでよいようにも思います。

月面では、重力が地球の6分の1ですが、水平方向の運動を考える
と、運動方程式は、地球上と同じになります。つまり、重力が6分
の1というのは、垂直方向の運動については、直接に影響してくる
が、水平方向の運動には直接には関係しないのです。
というような、基本的なことが理解できていない人が、回答するの
ですから、群盲象を撫でるという状態です。

日本では、若い人の思考力や教養や、探究心が弱くなっていて、こ
のままでは、日本は文化国家として世界に遅れを取ってしまうと云
う危惧は本当のようです。

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