Question

メロンパン🍈🍞

なぜひもが切れたのに上昇するのでしょうか？
それと初速度がｖ0なのも分かりません。

職20. (気球と気球につけられた砂袋の運動〉
図のような, 質量 47 の気球がある。気球には軽いひもが取りつけられていて, ひも の他
端には質量 の小さな砂袋がつるされている。この気球には鉛直上向きに一定の力 (学力)
がはたらく。 重力加速度の大きさをgとし, 空気の抵抗および砂袋にはたらく清力は無視で
きる。いま, これらが図と同じ状態で, 時刻 7一0 に初速度0 で地上から鉛直上向きに上昇
し始めた。時刻 7一 のとき, 砂袋の地上からの高さはんになった。              気
ム 狗球の加速度の大きさを< とするとき, cをん 6を用いて表せ。
ム(2) ひもの張力の大きさを 娘, の, のを用いて表せ。
(3) 気球にはたらく浮力の大きさを/とするとき, を 7, が 9, 6を用いて          5
表せ。                                                              が(〇O 砂人
人ム() 杜刻 一。 のときの気球の速さを とするとき, をg, を用いて表せ。
次に, 時刻 7一 のとき, ひもが切れた。
⑮) 砂袋の最高点の地上からの高きをん %, 9を用いて表せ。

(5) ひもが切れた後に, 砂袋の上昇した高きをが とすると, 砂袋は, 初速度
加速度 一のの鉛直投射運動をするから

びーw=ー2が7 ゆえにが=計
よって, 地上からの高きを万とすると
万ニルキルニルキー
サ

Answer 1

✨ ベストアンサー ✨

どんたこす

気球と砂袋は紐がつながっているので、両方ともV0の速度で上昇しています。
ここで、紐が切れたその瞬間はV0の初速度を持っっているので、地上の人から見れば鉛直投射運動のように見えるということです。
下向きに重力加速度があるのでだんだん遅くなり、落下に転じますが、初速度を持っている分だけ上昇します。

メロンパン🍈🍞

回答、ありがとうございます！
すごくわかりやすく、仰ることは理解出来たのですが、紐が切れた瞬間、どうしても砂袋が少し上昇するイメージがつきません。
気球に速度がある場合は、どの速度でも砂袋は多少は上昇するのでしょうか？

どんたこす

地上の人から見れば、というのが重要になります。
速度を持っていない観測者から見れば、気球と一緒に砂袋が上昇しているので、ヒモを切ったとしてもその瞬間上向きに速度を持つ鉛直投げ上げに見えるということです。

もちろん、上昇中の気球に乗っている人から見たら、ヒモを切った瞬間に自由落下しているように見えます。

日常生活でも、上昇中のエレベーターに乗っている人がスマホを落とした時、エレベーターに乗っている人から見れば、ただ自由落下したように見えます。しかし、それを外から観るとやはり初速度を持った鉛直投げ上げに見える、ということになります。

メロンパン🍈🍞

なるほど！地上から見た人を基準に考えるのですね。
ありがとうございます！