なぜ物体は落ちるときに 加速するのでしょう。


自分なりに考えてみたところ、
坂を転がってきたボールが、平地に出ると勢いでしばらく転がって止まります。それが坂にあると、前の瞬間の勢いが坂に沿う力の向きと重なってどんどんスピードが出るのではないかと考えました。

間違えや正しい答え
わかる方教えてください。

回答の条件
  • 1人5回まで
  • 登録:2012/06/01 23:49:35
  • 終了:2012/06/08 23:50:42

回答(2件)

id:papa-tomo No.1

パパトモ回答回数362ベストアンサー獲得回数1072012/06/02 00:51:11

物には互いに引き合う引力とという力があります。この力は、重い物ほど大きな力になります。

身近なもので、非常に重いものがあります。地球です。地球の引力はとても強いので、特別に「重力」と呼んでいます。

重力は、地球の中心に向かって、全ての物を引きつけるように常に働いています。ちょうど、真上から誰かが下に向かって常に押しているような状態です。

もし坂道なら転がり落ちるようになります。もし床が無ければ落下します。

つまり、坂道も落下も、同じ力の働きで下に向かって移動するように力が掛かっているのです。

ところで、常に押されると物はどうなるのでしょうか。

予想できると思いますが、加速して移動します。

坂道も落下も重力によって、常に真下に押され続けています。なので加速していくのです。

ところで、あなたが考えた「前の瞬間の勢いが坂に沿う力の向きと重なってどんどんスピードが出るのではないかと考えました。」というのは、間違いではありません。数学的には、こうした考え方で解く方法もあります。それが微分積分学です。

あなたの考え方は、昔、天才数学者たちが考えたことと同じです。自分流に考えることは大切ですし、もっと大切なのは、それが正しいかどうかを確かめることだと思います。

id:worst_J

回答ありがとうございます。

自分の考えが間違っていなくて少し喜んでいます(笑)
もっと科学の知識を増やして行きたいです。

2012/06/02 07:02:37
id:tsuka115 No.2

tsuka115回答回数96ベストアンサー獲得回数112012/06/02 14:07:15

>なぜ物体は落ちるときに 加速するのでしょう。

地球上では、物体と地球が引き合います。これが「重力」という力です。
「重力」により、物体は落下速度が増えます。これが物体の加速で「運動エネルギー」が増えていきます。
なお、高いところにある物体は「位置エネルギー」を持っています。

より詳しくは、「重力」「位置エネルギー」「運動エネルギー」や「万有引力の法則」などを調べてみてください。


>坂を転がってきたボールが、平地に出ると勢いでしばらく転がって止まります。

転がってきたボールが持っているものを「運動エネルギー」と言います。
そして平地を転がる際には、地面などの摩擦などの抵抗力を受けて、運動エネルギーが減っていきます。
運動エネルギーが減っていくと、物体の速度が落ちてきて最後は止まります。

より詳しくは「摩擦抵抗」などについて調べてみてください。


>それが坂にあると、前の瞬間の勢いが坂に沿う力の向きと重なってどんどんスピードが出るのではないかと考えました。

そういうことです。

ただし、地球上では加速するのにも限界があって、加速させる重力と、減速させる摩擦抵抗や空気抵抗などの抵抗力が等しくなると加速が止まります。
物体の加速が止まると物体は一定速度で転がります。この速度が「終末速度」などと呼ばれます。

より詳しくは「終末速度」などについて調べてみてください。


このように、高いところにある物体は「位置エネルギー」を持っていて、坂道を転がりながら「位置エネルギー」が「運動エネルギー」に変わり、同時に「摩擦などのエネルギー」になって平地に行くとだんだん止まります。(最後は熱に変わります。)
このようにエネルギーが保存されることを「運動エネルギー保存の法則」「熱力学第一法則」などと呼ばれるものです。


例えば、ダムの水は貯水池で「位置エネルギー」を持っています。これを落下させて「運動エネルギー」に変えて、その一部で水車を回して水車の「運動エネルギー」に変えて、水車につながった発電機を回転させて「電気」を発生させています。

また、風力発電では、風の「運動エネルギー」を使って風車を回転させる「運動エネルギー」にして、風車につながった発電機を回転させて「電気」を発生させています。


上記の様なお話は、大学などで学ぶ物理のお話で、数式などで計算したりすることができます。
計算ができると、いろんなものを作ったり、設計するときにとても便利です。

id:worst_J

回答ありがとうございます。
補足も多く、大変興味深かったです。

2012/06/02 22:31:40
  • id:worst_J
    ごめんなさい
    カテゴリーを変え忘れました。
  • id:taknt
    月は 地球上で一番近い一番重いものですが、落ちてきません。
    いや 落ちてきてるのかもしれないけど 速度は 速くなる?
  • id:takejin
    円運動(楕円だけどだいたい円)は、常に加速している運動です。月は(人工衛星も)自由落下状態なのです。延々加速中。ただ、最初の直線運動(回転の接戦方向)に対しての加速(それもカーブするという加速)なので、地球に対する角速度は変わりません。
  • id:worst_J
    月は年々遠ざかってますよ。
    毎年3cm
  • id:papa-tomo
    直接関係ないけど月曜日は部分月食ですね。
    晴れるといいな

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