床に固定した座標系を慣性系だとみなして良いから、つまりそのような、言わばちょっと理想的な状況で良いから物理的思考・考察ができますか?ということを問いたいのではないのでしょうか。入試問題は。
ここで言う入試問題とは普通の高校生が受ける大学学部の入試問題で良いのですよね?院試とかではなく。
それならそもそも高校では回転座標系における慣性力(の数学的表現)をきちっとしていないから出せない、という事情もあるでしょう。この例だとコリオリ力ですね。
またそもそも結構この近似は妥当だったと思います。でもほんとに厳密にやりたければ、たしかに地球の自転や公転の加速度成分に起因する慣性力も加えて評価すれば良いでしょう。
それくらいの計算は大学1年生くらいの力学でやったかと。
質問者さんも自転や公転のことを考えた結果、元のとどれだけずれるのか試しにやってみては?それが相当小さいものだったら、無視して良いって実感もできますし。
まああと更に言えば、この質問文にある公転は太陽の周りの公転のことで良いのですかね。それはつまり太陽に固定した座標系は慣性系であると信じて(みなして)運動方程式を立てた、ということになるのは大丈夫でしょうか。
でも太陽ってこの宇宙上に固定されてたりするんでしょうか?等速度運動までならセーフですが、加速度運動してたらそれはつまり非慣性系ということですよね?
実際にも実は太陽系は銀河の周りを回転運動してるとかなんとか。私は天文関係に詳しくないのでうる覚えですけど…
じゃあその銀河は…?
こうなるとどこかで折り合いはつけていく必要は出てきそうですね。
また、そもそも科学として測定精度という問題があります。測定、観測されなければ科学としてはその現象等は存在しないという立場をとるので、どれくらいの精度であなたがこの宇宙のことを考えるのか、ということにもなってくるでしょう。
簡単に言えば有効数字二桁程度で考えてるのに、それよりもはるかに精密な部分は、実際の計算の際に四捨五入とかで消えちゃうから意味ないよね、みたいなことなんですけども。
これ回答になってるのでしょうか微妙なとこですね。
※補足
多分質問者さんは理解されていることだと思いますが、質問の前半部分の表現の仕方が少し良くないかと個人的に思います。
慣性系に対して加速度運動している座標系(非慣性系)において、運動方程式を立てる際には、
余計な加速度成分を説明するための力として慣性力が必要となる、と式を解釈することができる。
ということですよね。
質問者さんの慣性力がかかるときは……の記述はうーんどうなんでしょうか。言いたいことは分かるのですが……。
丁寧な回答ありがとうございます<(_ _)>
まだ高校生で、運動方程式についてまた慣性系などの知識がまだまだ確立していないため稚拙な質問の仕方でした|ω`)
なるほど、それらのことを考えたとしても地上で球を投げたりぶつけたりしている分には悪い近似ではないってことですね
学校の先生に聞いてもそれは覚えるものという一点張りで納得できなかったので、理解できてよかったです