観察して、理由を考える

大きな天体は、なぜ丸くなる?

これは何? 同じ割合の山でも、天体が大きくなると、山の重さを支える負担が増えます。半径を変えて、その増え方を比べる道具です。

やってみよう 「半径を10倍にする」を押して、山を支える負担が何倍になるか見ます。

見るところ 金色の棒が山の負担、赤い破線が仮定した材料の強さです。天体の形そのものを予測する図ではありません。

いま分かること

ひとことで

大きくなると、自分の重さで大きな凹凸を保ちにくくなる。

どうしてそうなる?

大きな天体ほど、同じ密度でも表面の重力が強くなります。ここでは山の高さも半径の1割とするため、支える負担は半径の2乗で増えます。実際に丸くなる速さは、温度や材料、時間にも左右されます。

ことばを確かめる
自己重力
天体をつくる物質どうしが引き合う力。
MPa(メガパスカル)
面積あたりの力を表す単位。ここでは山を支える負担を比べます。
計算・しくみを詳しく見る

密度一様の球:g = 4πGρR / 3。山の高さを h = 0.1R と置き、負担の目安を σ ≈ ρgh とします。G = 6.67430×10⁻¹¹ SI。半径を10倍にすると σ は100倍。

この模型で分からないこと

σ は地形の荷重の概算で、中心の静水圧や厳密な降伏応力ではありません。強さの入力値は仮定です。比が1を超えても「直ちに丸くなる」とは判定しません。自転・温度・クリープ・衝突史は含みません。

参照資料

資料の現象・考え方をもとにした独自の教材です。実測データや原著の実験をそのまま再現したものではありません。

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