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鳥が電車と同じスピードで並走しているとします。この場合電車の中の人から見ると鳥は止まって見えると思います。

この鳥が同じスピードで電車の窓から中にすーっと入ってきたとき電車の中の人から鳥はどう見えるでしょうか?

空気抵抗がある場合とない場合で教えてください。

●質問者: aidiary
●カテゴリ:コンピュータ
✍キーワード:スピード 中の人 空気 電車
○ 状態 :終了
└ 回答数 : 6/6件

▽最新の回答へ

1 ● ヨネちゃん
●19ポイント

空気抵抗がある場合

空気抵抗がない場合

◎質問者からの返答

ありがとうございます。

空気抵抗がある場合に加速を始めるというのは外で受けていた空気抵抗が車内に入るとなくなるからという理由でよろしいでしょうか?

また空気抵抗がない場合に静止するとのことですがこのとき鳥は電車の慣性とは無縁でしょうか?つまり、鳥が速度を落とすと電車の後方にすっとんで行きますか?


2 ● berryberyy
●19ポイント

空気抵抗がある場合

仮に鳥が止まっていたとしたら鳥のとんでいるときの速さの風速を受け、それにつり合うだけの力が働いてその場にとどまっています。つり合うだけの力を持ったまま電車の中に入ると、さっきまで受けていた風の力がなくなり、前方へ向かう力が全開になってしまいます。

で、電車、鳥が動いていたら電車と同じスピードで飛んでいる鳥が電車の中に入った途端、電車の倍のスピードで電車の中をとんでしまうコトになります。(車両の端まで一気に到達して衝突…)

空気抵抗がない場合は鳥、電車ともに純粋に前に進む力のみが働いていることになり、電車の中に入ったとしても電車に触れない限り同じスピードで進み続け電車の慣性も影響しないでしょう。

その時の鳥はまさしく空中で止まっているように見えるはずですが、羽ばたいて推進力を得ている鳥がはたして空気抵抗がない空間で飛べるか?という、問題もあります。

羽ばたこうが羽ばたかなかろうが「前方への推進力」が必ずあるのであれば上記のような結果になると思いますが、いかがでしょう?

◎質問者からの返答

ありがとうございます。私の想定してた答えに最も近いんですが

>「電車に触れない限り」同じスピードで進み続け電車の慣性も影響しないでしょう。

が納得できないです・・・最初から電車内にいるラジコンヘリが電車が動き出して等速になったときにホバリング初めても慣性を受けて電車と同じスピードで動き、車内の人から見ると止まっているように見えると思うんですが。この場合電車に触れてなくても慣性受けますよね?

電車が等速運動している状態で一度でも電車に触れていたら慣性が働き、途中から飛んだ状態で飛び乗り一度も電車とかかわらなければ違うってことですか?


3 ● Einstein
●18ポイント

基本的には1の方と同じ意見ですが、空気抵抗が0ですと、揚力も消えて鳥が飛べなくなるので、鳥が慣性力だけで移動していると仮定すれば、羽根の動作でない何かしらの方法で電車の中に入ってくれば静止するでしょう。

鳥が速度を落とせば、空気抵抗がないので後方にすっとんで行きます。

◎質問者からの返答

ありがとうございます。

鳥という例えは悪かったです。ロケットのほうがよかったかな・・・


4 ● tomo9999
●18ポイント ベストアンサー

動いている物体に人間が飛び乗る場合と同じように、

車内に飛び込んできた鳥は、電車の一部に触れない限り、その電車の影響は受けないでしょう。空気抵抗の有無が、その鳥の揚力に影響をあたえるだけではないかと思われます。但し、鳥が電車に触れると同じ運動系に入るため、その瞬間、摩擦力、抗力が鳥に影響を与えます。その作用が、何らかの運動の変化を鳥へ与えたのち。その運動の状態によって、慣性の法則が成り立ちます。

そもそも慣性の法則とは、「物体は同じ運動の状態を、何らかの力の作用がはたらなければ、続けようとする」ということですから、

列車の中では、列車に触れない限り、鳥は今まで通り飛び続けるはずです。

空気抵抗と重力のない状態で人が動いている物体に飛び乗る場合、動いている物体に触れないと、慣性の法則ははたらきません。

触れる瞬間の速度が同じであれば、相対速度がゼロの状態であれば、鳥は電車のイスに自然に止まることができるでしょう。

電車に触れなければ、飛んでいる姿勢で、止まっている様に、電車の中の人は見えるはずです。

◎質問者からの返答

ありがとうございます。berryberyyさんの回答と同じと認識しました。

berryberyyさんのとこで書いたのと同じ疑問なんですが等速で動いている電車内でホバリングをはじめたラジコンヘリと電車と等速で窓から入ってきて静止している鳥の違いって何でしょう?

前へ進むためのエネルギーの供給源はラジコンヘリ(電車から)、鳥(自力)という違いだけで同じとみなしてよいんでしょうか。


5 ● くまっぷす
●18ポイント

回答者のyoneto164さんは空気抵抗=鳥が羽ばたいて飛ぶために必要なものという意味で答えているのだと思います。

空気抵抗がある場合に加速を始めるというのは外で受けていた空気抵抗が車内に入るとなくなるからという理由でよろしいでしょうか?

違います。鳥ではなくて長い荷台のトラックと並走して走る人を想像すればいいでしょう。鳥は空気を叩いて前に進んでいるわけですから。

例えば時速10kmで走るトラックと並んで時速10kmで走る人がそのまま荷台に飛び移れば、はじめから荷台に乗っている人からすれば飛び移ってきた人が地面を走っていたのと同じ力で荷台を蹴って加速して最終的に時速10kmで荷台の上を走っているように見えるはずです(飛び乗りのときのいろいろなロスとかは考慮してません)。

また空気抵抗がない場合に静止するとのことですがこのとき鳥は電車の慣性とは無縁でしょうか?つまり、鳥が速度を落とすと電車の後方にすっとんで行きますか?

このトラックの荷台の摩擦が0になったようなものです。荷台の上でいくら走っても滑って加速できないので静止するだけです。もともとトラックと同じ運動ベクトルで移動しているわけだから、走るのをやめても別に後ろにすっ飛んでいくわけではありません。

鳥の場合も速度を落としても後ろにすっ飛んだりはしません。電車が加速した場合には後ろにすっ飛んでいくように見えるでしょうが…。どうやって浮かんでいるのか謎ですけどね。

電車の中と外というふうにわけて考えるのではなく例えば外から見た状態で考えると混乱しにくいと思います。

相対論関係でこういうのが感覚的に通じない話というのはありますが(電車の中央にある光源の光の電車の前後への到達時刻についてなど)、それとは別ですよね。

◎質問者からの返答

空気抵抗で飛んでいる鳥の場合という意味ではわかりやすいご回答で納得しました。ただ鳥はただのたとえで空気抵抗がなくても飛べるロケットとお尋ねすればよかったです。


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