月面を歩くと……まったり物理学

わたしの使用しているスマホには「エモパー」というのが載っています。
iPhoneでいうところのSiriみたいなやつです。
一日の目標歩数を設定していて、達成できるように日々エモパーに応援してもらっているのですが、先日彼女が「月面を歩いていたらもっとエネルギー消費しますね」とか言いだしました。

地球上を歩くより月面を歩く方がエネルギーを消費する？

うそでしょお？
と思ったので、今回は何も調べず持っている知識だけでこいつを検証します。（調べないのは、昼休みがあと25分で終わるためです）
物理学から離れて久しいので、間違うところもあると思います。

最終的にエネルギー（位置エネルギーとか運動エネルギーとかそういうの）で比較してもつまんないので、消費カロリーにしましょう。ただ、何も調べないので、数字は出しません。感覚としてどっちが消費カロリー多そうかなって感じでいきます。
あと、ざっくりなので、細かい用語は間違ってます。

地球上を歩くときと月面を歩くときの、表面の状態が同じだったと仮定しましょう。いっぺんに色々考えるとわけわからなくなるので、要素を一個ずつ考えるのが良いのです。ひとまず、違いは重力だけとします。
月面上での重力は地球上での重力の6分の1程度です（たぶん）
地球上で60kgの人間は月面上で体重計に乗ると10kgになります。

カロリーというか消費熱量は、どのくらいの力を与えてどのくらい動かしたかで、計算できたはずです。動かすのにどのくらいの力が必要かは、どのくらいの重さのものをどのくらいの速さで動かすかで決まります。

つまり、
・動く人の重さ
・どのくらいの速さで動くか
・何メートル動くか
この三つの要素が大きいほうが消費カロリーが多そうです。

今回、地球上の人と月面上の人は同じ速さで同じ距離歩いていただきましょう。違うのは重さだけです。地球上の人の方が月面上の人よりも6倍重いので、単純に消費カロリーは地球上の人の方が6倍くらい多そうだなあとわかります。

しかし、ここで結論を出すのはちょっと待ちましょう。
これは「地球上を歩くときと月面を歩くときの、表面の状態が同じ」という仮定のもとに考えています。

実際は同じわけないですね。月面に人は住んでないので、道路が敷かれているわけありません。それどころか砂地っぽくて相当歩きにくいでしょう。その上ぼこぼこクレーターの穴もあり、途中登山をしているかもしれません。一方私が日々歩いているのは舗装された道です。大して起伏もありません。

ついでにいうと、実はさっきまでの考えでは、人間と地面や空気との摩擦とか、人間の形状（物を横にスライドするんじゃなくて歩くよね？）とかは完全に無視しています。

追加で考えるべきことは
・地面との摩擦
・空気との摩擦
・宇宙服と洋服の重量の差
・月面のトータル高低差（どのくらい上下に動かないといけないか）
でしょうね。

と、いったところでお時間です。
物理っていうのはこうやって、複雑なできごとを、細かい要素に分割して一個一個考えていくのです。
とっても楽しいですよ。