物理
高校生

なぜ真空中では、物体の質量によらず、落下する速度が同じになるのでしょうか?重いものの方が速く落下しそうですが……

回答

高校で習いますが、速度v=最初の速度+加速度×時間で表せます。
加速度とは、物体の加速度あいを表す値で、飛行機の方が電車より加速がいいというのは、加速度が飛行機の方がおおきいということです。地球上でものを落とすとき、重力加速度という下向きに加速度がはたらきます。おおよそ、1sあたりに9.8mずつ加速していきます。さっきの速度の式からわかるように、物体の落下速度は静止した状態から落とすとき、(最初の速度0)加速度×時間で表せるので、質量は関わってきません。落ちてきたときの勢いを表す運動量という値は、求める式に質量を含むので、質量によって変わってきます。
ちなみに、物体にはたらく力は、加速度(m/s^2)と質量(kg)の積で表せます。(運動方程式ma=F)100g=1N、すなわち1kg=10Nというのを習ったと思いますが、これは1kg×9.8m/s^2=9.8N≒10Nという近似です。
また、空気抵抗を表す式には、質量mが入っているため、影響を受けます。

ブドウくん

ごめんなさい、さっきまで中学の質問に答えてたので、中学生だと思って答えてました。ごめんなさい。

ブドウくん

自由落下を表す式(等加速度直線運動の式にa=gを代入したもの)v=v0+gtは、質量mを含まないため、mには依存しません。

りんご

ご丁寧にありがとうございます😊
やっぱりその式で考えると質量は関係ないのだということがよう分かりました。それにしても、とても不思議なことですね。🧐💭

りんご

すみません。訂正です。
「よう」→「よく」

ブドウくん

わかんないですけど、それが、物理のおもしろさでもあるんだと思います。1年生のときの先生もいってましたが、式を見れば、当たり前のように思えることの関係性がみえてきたり、思ってもなかったような結果がみえてきたり、複雑な現象が式でスマートに表せたりっていうことがすごいと思います。

この回答にコメントする
疑問は解決しましたか?