Question

しろきつね

なぜ真空状態で鉄球と羽を落下させた時、速度は一緒なんですか？100g=1Nとした時例として500ｇの鉄球と1gの羽とした時4.9Nも差があるのに重力は関与しないのですか？

Answer 1

✨ 最佳解答 ✨

ゲスト

ma=fというニュートン力学の運動方程式が物体の運動を語るとすると。白狐さんのいうとおり物体にかかる力に差はできますが加速度は質量に比例するので加速度は変わりません。そもそも質量×重力加速度で力を出しているので重力加速度は変わってませんよね。速度を変えるのは加速度なので同じ初速なら速度は同じになります。

しろきつね

ありがとうございます 分かりました！

Answer 2

怪盗オメガ

加速度がある場合の速度は

v = v₀ + at ・・・①

といのは分かりますか。
地球上では加速度aが重力加速度gとなります。
また初速v₀が0の時を考えると①は

v = gt ・・・②

と変形出来ます。
これは空気抵抗がない場合(真空中)の速さになります。

②の式で速さを求めるのに必要な情報は、重力加速度gと経過時間tのふたつのみです。

この中に質量mの情報はないですよね。

したがって落下速度に質量は関係ありません。
でも重力加速度gは関与してますよ。

しろきつね

回答ありがとうございます 重力も関与しているのですね！分かりました

怪盗オメガ

It’s a piece of cake ‼︎

分からなかったらまた聞いてください。

Answer 3

たこ焼き

重力は単位はNで力ですよね。
速度は単位は[m/s]ですよね。

落下運動で速度に影響するのは、空気抵抗と加速度です。
今回は真空中なので、空気抵抗はありません。
真空中で落下させると、速度は重力加速度の大きさgずつ速くなっていきます。

真空中ではない場合、空気抵抗をうけます。空気抵抗(速度が速くなると大きくなる)は上向きの力です。この力と重力がつりあうと、速度は一定になります。
羽の場合、軽いので羽の重力は小さいため、すぐに空気抵抗の値とつりあいます。
鉄球の場合、重いので羽の重力は大きいです。すなわち、空気抵抗の値とはなかなかつりあいません。なので、鉄球のほうが落下するのが速いのです。

しろきつね

ありがとうございます 理解しました！