Question

A

物理の慣性力がメインの問題です。
(2)の方がわからなかったので、質問させて頂きました。
問題文に『ある瞬間から加速度a1の等加速度運動に切り替え、その瞬間に物体を落下させた』とありますが、この時物体にも加速度a1はかかり、その結果、慣性力を加味することができるということでいいのですか⁇
違う場合は、こうやって考えるんだよーっていうのも教えていただけるとありがたいです。
どなたか回答よろしくお願いします

電車内でんAさんが質量肥の物体を, 高さんの位置から落下させる状況を考える。

Bさんは電車の外でそれを観測しているとして, 次の各問いに答えよ。ただし,
宣力加速度を?とする。

(1) 電車が速度%。で等速直線運動をしているときに, Aさんは手をはなし,
物体を落下させた。このとき, Aさんから見て物体はどれだけ離れた

位置に落下したか。また, Bさんから見たとき, 物体はAさんが手を
はなした位置からどれだけ進んで落下したか。

(2) 電車は速度7。で等速直線運動をしていたが, ある瞬間から加速度Z」の
等加速度運動に切り替えた。 等加速度運動に切り替えた瞬間にAさん
は手をはなし, 物体を落下させた。このとき, Aさんから見て物体は
どれだけ離れた位置に落下したか。また, Bさんから見たとき, 物体
は4さんが手をはなした位置からどれだけ進んで落下したか。

(2) 速度で等束直線運動をし
ていたのを加速度ゐの等加
速度運動に切り替えた瞬間
に, Aさんが手をはなして物   -   ニシ>ムosと
体を落下させます。               和時8Gcus
等加速度運動をしているA
さんから見ると, 加速度の方
向と逆向きに慣性力み2」が物
体にはたらいています。物体
についての水平方向の運動方程式アニカgoより

eu 一 が
記(慣性力)   0の
ひみ 三4」

ですので, Aさんから見ると物体は自分の進行方向と逆向きに加速度Z」の
等加速度運動をしていることになります。

Answer 1

コギト

題意は物体は等速直線運動を続け(a=0)、車内の観測者Aさんは等加速度運動をします。(a=a1)
物体は力が加わらないと運動を変えないはずですがAさんから見ると明らかに物体の運動が変わって見えます。つじつま合わせとして慣性力の存在を定義し、それは加速度の方向と逆向きになります。

小難しいので分かり辛かったら再度質問ください

A

ごめんなさい🙇‍♀️🙇‍♀️
慣性力についてよくわかっていなくて…
観測者が加速している全ての場合において慣性力を考える必要があるのでしょうか⁇
Aさんだけが運動の様子を変えたので、「Aさんから見た物体の運動の変化」＝「Aさんの運動の変化」かと思って、慣性力は考えないのかと思っていたのですが…
慣性力について理解し切れてないために、絶対変なこと言ってると思われていると思いますが、教えていただけると嬉しいです‼︎

コギト

みんなつまずく所なのでココをきちんと理解できれば強みになりますよ。

ちょっと断言するのは怖いですが、
“観測者が加速している”全ての場合において慣性力を考える必要はあります。

「Aさんから見た物体の運動の変化」＝「Aさんの運動の変化」
これは左の文と右の文で観測者が変わってしまっているように思えます。(左はAさん、右は電車の外の人)

まず観測者は相対的にしか自分の運動を感知できないとします。例えば電車の窓の風景が早く動くことで(地面は動かないと知っているので)自分が素早く動いていると分かります。
なので問題では物体が一人でに動き出した！！と観測者は思うはずです。

観測者が人間だと自分自身が慣性力を感じて自分の運動を感知できてしまうのが分かり辛さの一因ではないかと思います。

A

理解力の乏しい自分にお付き合い頂きありがとうございます。
観測者を勝手に変えてしまっていたことにははっとしました。自分では合ってるだろう、って思ってしまっていてそこに気付けませんでした。

それと観測者は相対的にしか運動を感知できないという考え方は慣性力を考える上でわかりやすいですね‼︎抵抗なくしっくりきました

確かに電車に乗ってても「慣性力だ‼︎」なんて思ったことないので参考書読んでも、他の力学分野よりピンとこなかったですね。
教えてくださってありがとうございました😊