※ [本文轉錄自 xxray 信箱] 作者: [email protected] 標題: ◇ [轉錄]好孩子的空想科學教室(13) 時間: Wed Oct 13 13:06:10 2004 作者: Philcat (菲爾貓咪) 看板: KScl-SRC 標題: [轉錄]好孩子的空想科學教室(13) 時間: Fri Nov 23 23:58:24 2001 ※ [本文轉錄自 KS93-321 看板] 作者: penk (我要回家..-_-") 看板: KS93-321 標題: 好孩子的空想科學教室(13) 時間: Sat Nov 17 13:55:27 2001 第十三章‧人工重力發生裝置！ 自古以來，有宇宙船的科幻作品，例如「宇宙戰艦大和號」、「宇宙海賊哈洛克船長」中ꨊ滿u黃金鄉號」、或是Star Trek的「企業號」，都有一個共同特徵，那就是：他們的船上都有「重力」！ (其實，就連Gunndam中的白色基地、阿爾比昂號也都是有艦內重力的，反倒是後來的阿卡뀊邪馴u有居住區有回轉的離心力，到後來連拉凱拉姆這些旗艦都只有磁鐵靴可用...越混越回去了？) 事實上，長時間的宇宙飛行中，如果沒有重力，不只是生活不便，連帶會發生肌肉萎縮、뀊念f鈣質流失等現象。因此，像「2001太空漫遊」中的發現號，就是用旋轉居住區發生離心 力的方法，使船員有重力的感覺。(Gundam中的宇宙殖民地也是相同道理。)古早以前的太空站也是設計成圓環型，以便旋轉造出離心力。 為什麼一定要圓的才能旋轉呢？理由很簡單，因為離心力的大小與回轉半徑、轉速有關，똊磭洩熙]計可以使所有人員在相同的回轉半徑，以相同的轉速，獲得相同的離心力。可是回 頭看看前面這些宇宙船，除了阿卡馬的居住區以外，它們都不是「圓」的啊！ (企業號的쐊札臛﹞嶼O圓的啦...不過那部分要如何「轉」呢？) 如果大和號要用離心力的方式，那麼有以下三種旋轉方式： 第一：前後滾翻式(如圖)。大和號就這麼一路「翻」到伊斯康星去... 這樣子出來的離心ꐊO主要是在艦首(波動砲的地方)和艦尾(噴射口處)、以及艦橋最上部的艦長室（如圖）。這 樣的話，回轉速度只要18秒一回，讓艦首、艦尾以秒速42公尺的速度回轉，即可發生相當ꤊ颻咫O的離心力。這一來有些問題：一是全員都要擠在艦首、艦尾，生存空間極小。而且沖 田十三艦長必需倒掛在艦長室，有失威嚴... 最大的問題是：因為離軸心的距離不一致，딊L法讓這三個地方在同一轉速下得到相同離心力！艦長室的離心力只有艦首，艦尾的2/3，괊Y是要艦長享受正常重力，那其他船員就只好擠在艦首、艦尾忍受1.5倍的重力了....生存ꨊ韃’p此狹小，還要忍受高度重力的壓迫，不會爆發叛艦喋血事件嗎？長時間的航行，最好別做這種安排... 第二個方法是左右橫向回轉（如圖）：這個方法，艦長室也變成無重力狀態了，只剩下艦괊滿B艦尾有離心力。回轉速可以更慢一點，約22秒一回，艦首艦尾的回轉速度約秒速34公尺。不過，這一來生活空間更小。 以上兩種回轉方式都有個嚴重缺點：因為主噴射口(艦尾)和波動砲口(艦首)都在轉，所以根本不能改變方向！也無法發射波動砲！ 來看看第三種：側轉。也就是以進行方向為軸，像鑽子一樣前進（如圖）。這一來，全艦뀊ㄓF艦首及艦尾以外的絕大部分都有離心力了，居住區面積大了不少。不過還是有個地方特 別突出，那就是艦橋！尤其是艦長室！如果要使艦身的離心力達到地球重力，必需6.3秒回 轉一次，而此時艦長室的轉速是秒速79公尺！重力是正常的8倍！嗯....對於身負重病的沖 田十三老先生，這種居住環境好像不太適合？（超賽亞人孫悟空：「沒關係！我就是在8倍 重力下才練成超賽亞人3的！照這樣下去等29 萬6千光年走完時，你一定已經練成『超沖田人13』了！加油吧！」沖田十三：「哇咧X$#@!......」） 不過，這個回轉方式還是缺點一堆。首先，主砲甲板不停的翻轉，怎麼射擊？艦尾的艦載븊鰽o射口也轉個不停（特別是這種方式因為回轉半徑小，所以轉速需要特別的快！才有足夠 的離心力！），發射容易，歸艦可就難了... 而且別忘了，當回轉半徑改成這麼小的時候ꄊA人類的「身高」也變成不能忽視的因素了！也就是說：一個人的「頭」所受的離心力會比 「腳」小得多！以身高170㎝的人而言，他頭部受的重力只有腳部的83%（回轉半徑少了170 ㎝），這麼一來，頭部的血液會集中到腳上，除了會變笨，還會有蘿蔔腿....嗯，難怪他괊抭ㄛ鼣漭z褲... 不過...森雪...松本零士型美女變成那樣，有點可憐... 總而言之，大和 號要用「離心力」來造出重力的方法，大概是不成的了。換別的方法吧！故事中，大和號ꔊ疴饀ㄛO以艦底的方向為「下」，所以真的要造出「人工重力發生裝置」，那應該是在艦底 有這個東西「吸住」所有的人。（不只大和號，所有前述的有重力裝置的宇宙船也應該都是如此。） 但是，什麼是「重力」？照牛頓的說法，就是具有質量的東西，彼此間會有互相吸引的超똊Z力。然而我們仍不了解除此之外如何產生重力。（同理，科學上也無法解釋「反重力」要 如何造出，因此前面所提的以反重力方式的飛行法都不列在本書的討論中。）這麼說來，괊n產生「重力」，還是只有靠「質量」了。在艦底放上一個與地球質量相等的東西，以產生 與地球一般的重力如何？這一來，除非大和號的引擎能推動地球，否則是飛不起來了... 됊垠虓Q法，用高密度的物質，是否就能做出小型的「重力發生裝置」呢？如果用黃金，也要4.9x10的24次方噸。（沖田艦長：「你殺了我吧！」） 另一個方法，就是利用相對論，物體在高速運動下，相對於靜止的東西而言，有著與巨大봊頞q相同的效果。如果讓一個物體運動速度達到光速的99%，對於靜止的物體而言，它就有딊菢鴠묷.1倍的質量！利用這個原理，我們柳田理科雄所長設計了如下的「人工重力發生裝置」： 在大和號的下方，放置一個直徑200公尺的鐵環（這是為了把「重力」遍布全艦底），鐵環 本身是由直徑2公尺的鐵柱構成。（如圖）如此，當鐵環的回轉速度達到光速的99.9999999 99999943%時，這個鐵環就有著相對於地球的質量！就會讓大和號獲得與地球一樣的「向下」的重力啦！ 話雖如此，這一來不只「大和號的乘員」，連大和號本身都會受到這個重力吸下去啦！（ꔊ豪荂A要求這種「有選擇性的重力」就是沒啥道理的事...）對這個有著地球般相對質量的鐵環而言，大和號260噸的船體只要一瞬間就會被這個「超巨型磨刀石」磨成灰了... 想不掉下去，大和號只好使出艦底的垂直上升噴射引擎來抵抗了，而且要和在地球上重力뀊擗漱@樣的出力才行！這對引擎的出力及飛航的效率都不好。要考慮效率，應該把這個重力 裝置放在艦尾，利用主引擎的噴射來兼作抵抗重力之用。（如圖）看起來，就像是大和號被這個「超巨型磨刀石」追著跑... 但，這樣的話，艦內有重力的空間就又只剩下艦尾引擎區了...而且一般的宇宙飛行，只要 速度到達標準，就可以關了引擎，利用慣性保持等速度飛行。不過我們這個大和號可不行ꄊI一旦關掉引擎，就要被「重力裝置」吸過去磨成灰啦！波動砲更是使不得，一發射就要停 止引擎，那不是完了嗎？（哪還用得著什麼波動砲！把這個有著「與地球同等的相對質量」的重力裝置丟過去，哪個艦隊不落荒而逃？） 每天擠在艦尾引擎區狹小的空間中，還要飽嘗「被巨大磨刀石追著跑」的惡夢，大和號的괊憮饍N這樣過著這種痛苦的日子完成29萬6千光年之旅.... 太可悲了，向這些勇士們致敬吧！（古代進：「他X的！這種『人工重力裝置』鬼才要！」） 次回預告：假面騎士1號的暴風號機車有時速400㎞，V3的旋風號有時速600㎞，一代新人換 舊人，到了92年的「特搜EXEDRAFT（衛視中文台曾播出的「超能戰警」）」，出來了時速3000㎞（音速2.5倍！）的超音速車！究竟超音速車有沒有可能造的出來，請看次回分解！ 次回也繼續Service喲！ -- Origin: .-~^^~-. 高雄中學- 紅 樓 築 ( -夢- ) -=[bbs.kshs.kh.edu.tw]=- . 。 o Ｏ ~-.__.-~ ◆ From: h92.209.74.211.seed.net.tw --

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