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ラグランジュ点webシミュレーション-安定する点が視覚的にわかる!

スペースコロニーの候補店などで知られるラグランジュ点の位置のシミュレーションをウェブ上で実行し、位置を視覚的に表示してくれるサイトツールです。

上の埋め込み内でも使えますが、うまく動かない・大きなページで使いたいというときは、元のラグランジュ点シミュレーションページへ(新しいタブで開きます)。

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ラグランジュ点とは?

「ラグランジュ点(Lagrange points)」とは、2つの大きな天体(例:太陽と地球)の重力が釣り合い、さらに遠心力もバランスする特殊な位置のことを指します。

この場所では、小さな天体(人工衛星など)が安定して同じ場所に留まることが可能です。

そのため、スペースころにを建設する点の候補としても有力視されています。

ラグランジュ点は全部で5つあり、L1〜L5と呼ばれています。

それぞれの特徴は以下の通り:

  • L1:内側に位置し、常に地球と太陽の間にある
  • L2:外側に位置し、地球の反対側にある
  • L3:太陽の反対側(地球とは真逆)
  • L4・L5:太陽と地球を頂点とする正三角形の位置にあり、安定性が非常に高い
    → 木星のラグランジュ点には「トロヤ群小惑星」が多数存在しています。

ラグランジュ点シミュレーションツールの使い方

本ツール「ラグランジュ点シミュレーション(上から見た図)」は、2つの天体の質量に応じて、ラグランジュ点の位置をリアルタイムに描画する可視化ツールです。

✅ 基本操作

  1. 質量の入力
    - 「質量1」… 通常は太陽の質量を意味します(デフォルト: 1.0)
    - 「質量2」… 通常は地球などの小さい天体を意味します(デフォルト: 0.0123)
  2. 「リセット」ボタン
    - 質量を初期値に戻します。
  3. 「ラグランジュ点を表示」ボタン
    - L1〜L5の位置がキャンバス上に赤い点として表示されます。
    - 再度クリックで非表示にできます(トグル式)。

🖥 キャンバス表示

  • キャンバス中央は重心を原点として描かれています。
  • 横軸がX方向(天体が並ぶ軸)、縦軸がY方向。
  • グリッドが描かれており、位置関係を直感的に把握できます。
  • 天体の大きさは質量比に基づいて描画され、色分けもされています(例:オレンジ=質量1、青=質量2)。

💡 表示されるラグランジュ点の特徴

位置安定性
L1小さい天体の内側(太陽寄り)準安定
L2小さい天体の外側(反太陽側)準安定
L3太陽の反対側(地球と直線上)準安定
L4太陽-地球を結ぶ線と正三角形をなす位置(60度前)安定
L5L4の対称(60度後ろ)安定

🧪 なぜこのツールが便利なのか?

  • 視覚的にラグランジュ点を理解できる
    → 数式では難しい位置関係が、図で簡単に確認できます。
  • 質量比を変えてシミュレーションができる
    → 木星・地球のような他の天体系も再現可能。
  • 学習教材や授業に最適
    → 実際のラグランジュ点の例(例:JWSTはL2に位置)と照らし合わせて学べます。

📝 まとめ(要点箇条書き)

  • ラグランジュ点とは、2つの天体の重力と遠心力が釣り合う場所で、小さな天体が安定する特別な5つの点
  • 本ツールは、質量比を変えながらL1〜L5の位置をリアルタイムで描画できる教育的シミュレーションです。
  • インタラクティブなUIで直感的な理解が可能。特に物理や天文の学習におすすめ。
  • 視覚的なグリッド、比率に基づく天体描画、Newton法による数値計算により、現実に近い配置を再現しています。
  • 今後、軌道アニメーション・重力ベクトルの描画などを追加すれば、より高度な可視化ツールとして拡張可能です。

🚀 ぜひこのツールで、「宇宙の力学の美しさ」を体験してみてください!

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