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2016年10月24日 (月)

等速直線運動 等速円運動

0921_13iss
これは2016.9.20の朝日新聞に掲載された写真の一部です。

2016年09月20日 東京 朝刊 読者写真
あなたのニュースフォト 投稿・提供写真から 7月・8月 東京・名古屋本社
 ■月を横切るISS 二宮修さん(愛知県) 8月18日掲載

 ・・・8月16日夜、日本人宇宙飛行士の大西卓哉さんが乗る国際宇宙ステーション(ISS)が月の前を横切る姿を、自宅のある愛知県刈谷市から撮影した。
 ISSが月の前を通過する時間は1・7秒ほど。所有するデジタル一眼カメラの性能では十分な連続写真が撮れないと判断。動画モードでの撮影に臨んだ。地球の自転に合わせて動く赤道儀を使い、1300ミリ相当の望遠鏡にカメラを付けた。午後7時53分、ISSはシルエットになって月の右上から左下へと横切った。その動画の中から0・1秒ごとの17コマを合成した。・・・

ISSは等間隔の点として写っていますね。
0.1秒ごとの等時間間隔で撮影したのだから当然でしょう。ですか?本当に?
ISSの軌道は地上約400kmのほぼ円軌道だし月面は球面ですが。
そこに等速直線運動が見えるんですか?

月は38万kmも離れてますからね、写真では単に平らな円にしか写りません。視線方向の前後などは見えないんですね。平板な円盤にしか見えない。

ISSの軌道はほぼ円軌道ですが、1.7秒間の移動は近似的に直線です。
月の視半径は約15分ですから、視直径は30分となりますか。1度の半分という微小な角度です。

ということで、
等速直線運動を等時間間隔で、白くて平らな「月というスクリーン」を背景に写した
ということになるので、ISSは等間隔に写っているのです。

★ではもし写真に写った像が下の図のようだったらどうなるでしょう。
Tuki
等間隔ではないですね。

月面での話にすると厄介なので(満ち欠けがありますのでね)、太陽を毎日観測したらこうなった、としましょうか。
実際にそういう写真を見ることができます↓
http://www.astroarts.co.jp/hoshinavi/digicam/nikon/coolpix5000/22/index-j.shtml
ニコン COOLPIX5000による太陽黒点

↑非常に良いよい写真があります。
「2004年7月18日~28日 10時~14時(基本的には正午ごろ)」に撮影したものを一枚に合成した写真です。
ここの写真と、私が提示した図は似ていますね。

太陽が自転していて、その表面は等速円運動をしていて、黒点は太陽表面に存在する。
そういうことが、わかるのです。
私がお示しした図は、等速円運動を平面に平行光線で投影した場合こうなるということを、三角関数を利用して描いたものです。

写真に等間隔の点が写っているか、そうでないか、ということで、全く異なる推論ができるのですね。
これが科学の面白いところ。

★以前、HPに「ガリレオが観察した太陽黒点」という話を書きました。

「岩波文庫「星界の報告 太陽黒点に関する第二書簡」ガリレオ・ガリレイ著、山田慶児・谷 泰訳。1976年10月18日 第一刷発行。
この本に「1612年6月および7月にかけて日々ガリレオ・ガリレイ氏が観察し観測した太陽黒点の図」という太陽黒点の観測記録の図があります。この図が正確で観測に忠実なものであるなら、ここから「等速円運動とサインカーブ」の関係を浮かび上がらせることができるのではないだろうか?というようなことを考えて書いたものです。

実際、ガリレオの観察記録から、黒点は太陽表面にあり、太陽は自転している、ということがわかるのです。
400年前の記録が、色あせることなく、高い価値を保持している。これがまた、科学のすごいところであり怖いところですね。ねつ造があったら、必ず見抜かれる。
観察の忠実な記録は一切色あせない。

「SunSpot.htm」をダウンロード

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