物理で質問です。


物体が地面にあるときは地面が物体を押し返しているというのは理解できます。

では、空中にあって落下しているときは物体は全ての角度から押されあっているので押されている力は全て打ち消しあい、「重力」だけがかかり、落下していると考えればよいのでしょうか?

また、根本的には「物体を押すと同じ力で押し返すという意味」がわかりません。
合わせて教えていただければなお嬉しいです。

現在29歳ですが、中学生の頃からの疑問です。
よろしくお願いします。

回答の条件
  • 1人2回まで
  • 登録:2006/09/29 00:42:42
  • 終了:2006/10/06 00:45:02

回答(5件)

id:MC2 No.1

MC2回答回数77ベストアンサー獲得回数12006/09/29 01:00:49

ポイント20pt

作用・反作用の法則のお話をされていらっしゃるのだと思います。

根本的には「物体を押すと同じ力で押し返すという意味」がわかりませんとのことですが、

これは、ひっぱると、同じ力でひっぱられているのとおなじことですね。

5円玉に糸をつるしてもっているとします。この時手をはなさないと落ちないですよね?そのとき、つまり5円玉がつるされておちていないとき、かりに5円玉の重さを5gだとすると、自分は5gの力でひっぱっているからおちないわけです。手でもっていると、5円玉の重さが感じられますよね。これを天井にはりつけたとすると、やっぱり天井も、5円玉をひっぱっているから、落ちないわけです。この時、天井がひっぱっている力=5円だまが落ちようとする力なのでうごきません。

逆にいって、小学校の玉ころがしをおもいだしてください。A君が押して、B君が反対から押す場合、どちらの力も同じだとうごかないですよね?逆にB君のほうが100、A君が80だとすると、その差の分だけ動くことになります。

空気を落下中は色々な方向からおされるのか?重力だけがかかっているのか?に関しては

空気抵抗よりも重力のほうがまさっているので、その分だけ力がかかり、落ちる=スピードがつきます。

ちなみに、空気抵抗があるおかげで、宇宙ごみは、地球におちてきて人にあたることなく、空中でもえて、流れ星になります。

何気なく降ってくる雨ですが、あれも地球におちてくるころには、空気抵抗のおかげで、等速でおちてきます。もしも空気抵抗がなくて(押し返す力、重力とつりあう方向に働く力)、加速しつづけると、人間は雨にうたれてしんでしまいます。

id:Questionnare

ありがとうございます。

なるほど。空気抵抗よりも重力のほうがまさっているので、落ちるんですね。

でも、それで加速しないのはなぜなんでしょうか?重力によって加速しそうに思えるのですが・・・?

2006/09/29 01:28:49
id:ssys No.2

ssys回答回数108ベストアンサー獲得回数22006/09/29 01:36:19

ポイント20pt

なるほど。空気抵抗よりも重力のほうがまさっているので、落ちるんですね。

でも、それで加速しないのはなぜなんでしょうか?重力によって加速しそうに思えるのですが・・・?

********

雨の場合、落ちる時の形は、空気抵抗で、下部の真ん中が凹んだ落下傘の様な形で落ちてきます。

空気抵抗が、加速度を抑えています。

id:Questionnare

そうだったんですか~!

全ての雨は落下傘なんですね!

だからあられは危険なんですね!

雪は空気抵抗思いっきり受けてるからしんしん降るんですね!

ありがとうございます。

2006/09/29 08:14:53
id:l-lol-l No.3

l-lol-l回答回数310ベストアンサー獲得回数102006/09/29 01:35:38

ポイント20pt

概念的な話になりますが。

落下中の物体は、空気の抵抗を受けますね。ですから周りの影響を全く受けてないことはないとおもいますよ。

あと、同じ力で押し返すということですが、寝転がっておなかを手で押してみてください。手に力を入れると沈みこみますが、あるところで止まりますね。おなかが反発してるのがわかりますか?この反発と手の力がバランス取れたところで止まるんです。

テーブルの上の物体も同じです。テーブルは上から力を受けて沈み込みますが沈み込めば沈み込むほど押し返す力が大きくなります。バランスが取れたところで止まるわけです。スポンジなんかだといっぱい沈み込みますね。

id:Questionnare

おなかの例はすっごいわかりやすいです。

はい、ととろな感じですので・・・

ありがとうございます。

2006/09/29 08:15:49
id:kyokusen No.4

きょくせん回答回数824ベストアンサー獲得回数862006/09/29 01:50:48

ポイント20pt

横槍失礼します。

重力は力であって、モノに加速度を与えます。ですので落下運動はそれにかかる時間が長ければ長くなるほどそのスピードは増して行きます。

http://www2.biglobe.ne.jp/~norimari/book/physapp2/applets/freefa...

雨粒はその自重が小さく、そのため空気抵抗の影響を受け速度があまり早くならずに地表に降り注ぎます。>パラシュートは空気抵抗を利用した降下具で、これがあるおかげで人間などは高々度から降下しても死なずに済む訳です。これは重力加速度を空気抵抗で打ち消すからです。

>物体は全ての角度から押されあっているので押されている力は全て打ち消しあい

私はここが気になっていたのですが、これは浮力の概念が混ざっておいでのように思われます。

http://www.max.hi-ho.ne.jp/lylle/vector3.html

大気中を落下する物体にはMC2さんがご指摘の空気抵抗の他にも浮力がかかります。が、浮力とはその物体が押しのけた大気の重さだけかかりますものですから、大抵の場合落下運動に影響を及ぼさない程のちからとなります。>浮力を応用したモノが気球・飛行船です。これは空気より軽い気体(暖かい空気・水素/ヘリウムといった軽い気体)を充填した袋が生み出す浮力で空に浮かぶ道具といえるでしょう。

id:Questionnare

なるほど。

ありがとうございます。

このHP紹介うれしいです。


今考えるに「物体は全ての角度から押されあっているので押されている力は全て打ち消しあい

」ということで、私が伝えようとしたのは大気圧を言おうとしているのかと思います。

気圧は物体に対して全ての方向から力を加えあっていますが、均等なので打ち消しあうということになりますよね?

2006/09/29 08:20:53
id:cpu-master No.5

cpu-master回答回数4ベストアンサー獲得回数02006/09/29 04:06:38

ポイント20pt

加速し続けないのは、速度に対して一定の係数の力がかかるからです。等速になるには、重力と同じだけの力が空気抵抗でかかることになります。

     ma = mλv (mは質量、λは係数、vは速度)

このときの速度vが等速度になります。

  • id:retorin
    空気中での物体の落下についてですが、
    バイクに乗っている方はよく解るはずですが、スピードを上げれば上げるほど空気抵抗が大きくなります。物体の落下中にもこれと同じ事が起こるわけですが、最終的には重力による落下速度と空気抵抗が釣り合って等速になるわけです(このときの速度を終端速度という)。
    落下する物体の質量や面積によって終端速度は変わってくる。
  • id:b-wind
    気圧はすべての方向から力を加えあっていますが、均等ではありませんよ。
    左右からはおおよそ均等でしょうけど、上下方向は大気圏内の深度が違うので下から押す力がわずかながら大きいです。
    その差が実際に浮力として働くわけです。
  • id:Kumappus
    http://movie.goo.ne.jp/movies/PMVWKPD10870/index.html
    そういえば「ターミナル・ベロシティ」(=終端速度)なんて落ちもの映画がありました…。
  • id:NAPORIN
    4番のコメントに対する答えは、b-windさんに賛同です。
    つけくわえて、気圧の差による微妙な浮力を感じ取るのが、
    ヘリウム入り風船だということですね。
  • id:kyokusen
    大事な話を忘れておりました。

    大気圧や水圧はそのモノの全体にかかってくるのですが、これらの力を打ち消すのはやはり内部から外に向かっている圧力ないし抗力です。
    例えば、深海魚が漁船の上で浮き袋を口から飛び出させている映像など見かけられた事はないでしょうか?これは、深海魚が深海においてその水圧に耐えるだけの内圧をもっていて、急激に水面に揚げられた~急激に減圧された為に浮き袋の中の空気が膨張、口から飛び出すという結果を生じさせた訳です。これは人間でもある事で、例えば潜水病(減圧症)というのがそれです。これは深海作業等において人間の体が水圧に抗するために体内の圧力が上がっていた(高圧空気を吸う事でこれが可能になるのですが)のを急激に減圧した時に起こる病気(症状)です。
    http://ja.wikipedia.org/wiki/%E6%B8%9B%E5%9C%A7%E7%97%87
    また、地上で膨らませた風船は高空にもって行くとこれは地上にあった時より膨らみ、水中に持っていく縮みます。これは風船の中の内圧が一定なのに対して外圧が変化する事から来る現象です。

    因みにここで述べた抗力というのはモノをおいた机の例で机が生み出した力と同じで、潜水艦がその構造殻で水圧を耐えるというものです。
  • id:bluesy-k
    >つけくわえて、気圧の差による微妙な浮力を感じ取るのが、
    >ヘリウム入り風船だということですね。
    感じ取るというのはちがいます。ヘリウムの密度が小さいということが理由です。空気の浮力も水の浮力と同じで押しのけた体積の空気の「重さ」(つまり質量ではない)と同じ大きさの力が上向きに掛かるわけです。従って体積あたりの重さが軽いものを風船につめると風船自体の重さは大きくならないのに浮力は稼ぐことが出来るので浮くわけです。
  • id:Questionnare
    みなさまの回答がめちぇくちゃわかりやすくてほんと嬉しいです。

    中学生のときにはてなが欲しかったです。

    ありがとうございます。

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