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宇宙船内で円形レールの内側をおもちゃの車が走ると、どうなるでしょうか

車の進行方向と反対向きに、レールがまわり出します。車のスピードは次第に落ちていき、車はレールから離れてしまいます。

 平面上や直線レールの上を、車を走らせようとしてもうまくいきません。車を面に押しつける力がないため、面と車輪との間に摩擦が働かないからです。

 円形レールの内側ならば、はじめに勢いをつければ、遠心力が車をレールに押しつけます。すると、固定されていないレールは、車輪とレールの摩擦力の反作用で、車の進行方向と反対向きにまわり出すのです。

 「宇宙船内では、摩擦がなくなる」という人がいますが、これは全くの誤解です。それであれば、宇宙飛行士は、物をつかむことができなくなってしまいます。

 摩擦力は、面と面が押しつけられると発生するもので、地上と変わりありません。地上と違うのは、重力が物体を面に押しつけないことです。

 ただし、摩擦力は、運動エネルギーを熱に変えてしまいます。そのために、おもちゃの車の運動は、長続きしません。するとやがて、車はレールから離れていってしまいます。

※特に断りのない限り、画像クレジットは©JAXA