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宇宙空間でハンドスピナーを回すとどうなるか?

  公開日:2017/10/21
最終更新日:2018/01/24

※この記事は約3分で読めます。

こんにちは、四谷学院の岩佐です。
今日は「ハンドスピナー」の話。

NASAが10月13日、宇宙空間でハンドスピナーを回している動画をYoutubeにアップして、日本でも話題になっています。

楽しそうですね!
回転しているハンドスピナーを手に持った乗員がくるくる回っているところが見所です。中にはハンドスピナーのせいではなく自力で回って遊んでいる人もいるような(笑)。

物理的に説明しよう

さて、これを物理的にどう説明するか、ですが、この動画が出る前に「もし宇宙空間でハンドスピナーを回すとどうなる?」というQ&Aを見つけました。

英文ですが、難しくないので、せっかくですから物理と英語を一緒に勉強するつもりで読んでみてください。

見慣れない語句は、次の文章の中のangular momentumでしょう。これは「角運動量」という物理量です。

Furthermore, even if you do hold it, the entire spinner will eventually stop spinning with respect to your hand, but will transfer angular momentum to you, so that you and the spinner are both spinning in space.

基準点から作用線までの距離を力にかけたものが力のモーメント。
力のモーメントと同様に、物体の運動方向を表す接線を引き、基準点からこの接線までの距離を運動量にかけたものが、角運動量です。

「力のモーメントの総和が0のときは角運動量は保存される」
という角運動量保存の法則があって、
「ハンドスピナーが手に対して相対的に止まっても、角運動量は持ち手に伝わって、ハンドスピナーと持ち手が一緒に回るよ」
と、この回答者さんは言っているわけですね。

角運動量という概念自体は高校物理ではでてきませんが、おおよその言いたいことは理解できるでしょう。

なお、これに関連しているのがケプラーの第二法則で、面積速度一定はこの角運動量一定の言い換えとなっています。

ともあれ、「宇宙空間だと物理法則が端的に表れるんだなあ」と動画を見て思いました。
皆さんの中から、物理を勉強して、宇宙空間でくるくる回って遊ぶ人がでてくるといいなあ(笑)。

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