真空チューブ列車
真空チューブ列車（しんくうチューブれっしゃ、英:Vactrain）は、内面が滑らかなチューブを空中、地下または海底に設置し、中を真空にして摩擦力と空気抵抗をゼロに近づけることにより、地球の重力や最小限のエネルギー付加によって物資を輸送するシステム。真空チューブ鉄道、真空チューブ輸送、真空列車ともいう。
概要[編集]
物体は、摩擦力や空気抵抗がゼロになれば、エネルギー保存の法則と慣性の法則により、起動時に付加されたエネルギーのみで永遠に動き続ける。本輸送システムの発想はここから生まれた。
起動時のエネルギー付加の方法としては、リニアモーター、圧縮空気、ロケットエンジンなどの起動力を用いるほか、地球の重力を利用する方法も考えられている。
地球の重力を利用する方法[編集]
地球上の物体は、すべて地球の重力により位置エネルギーを持っており、地球中心より離れるほど（つまり高い場所にあるほど）大きな位置エネルギーを持っている。高い場所と低い場所の位置エネルギーの差は、その間を移動する運動エネルギーに等しい。すなわち、
（高い場所の位置エネルギー）＝（低い場所の位置エネルギー）＋（高い場所と低い場所を移動する運動エネルギー）
となる。よって、低い場所から高い場所へ移動するには、物体にその差分の運動エネルギーを付加しなければならないことになる。
一方、高い場所から低い場所へ移動するには、地球の重力により落下するという現象により、自然に運動エネルギーが付加される。摩擦力や空気抵抗をなくしてこの運動エネルギーを過不足なく利用できれば、その物体はまた同じ高さの場所へ戻れるはずである。
この原理を利用したのが地球の重力を利用する方法であり、チューブをV字型にすれば、加速時は列車の重み（地球の重力）で坂を下り、これにより得た運動エネルギーを使用して坂を上って同じ高さへ戻ることを繰り返し、人工的なエネルギー付加が不要となる。
ただし、現実にはチューブと列車の接触が避けられず摩擦力をゼロにするのは不可能なため、坂を上っても列車が同じ高さに戻ることはできない。よって、上り坂をリニアモーター等で引き上げる方法も考えられた。