物理
高校生
解決済み

以下の問題が分かりません…わかる方教えていただきたいです!至急よろしくお願いします!

Q,真空状態では重力が同じものは同時に落ちました。それは空気抵抗が無くなったからですが重力が異なるものでも同時に落ちました。それは何故ですか?

空気抵抗 重力 真空状態 物理 理科

回答

✨ ベストアンサー ✨

中学生の方とお見受けしましたので、上の方の回答の補足です。

物体の運動は全て運動の法則(ニュートンの第二法則)で分かります。それは文字式で

ma=F ...(1)

と表される式です。mは物体の質量、aは加速度、Fは物体にかかる力です。加速度とは速度の変化量です。だんだん速くなる、だんだん遅くなるということを表す量です。

いま真空状態で重力しか働いていませんので、Fは重力だけになります。

重力は質量に比例します(重いものほど持ち上げるのは大変ですよね)。ですので比例定数をgとしまして

F=mg ...(2)

と書けます。縦軸をF、横軸をmとしたら傾きgの比例のグラフになりますね。

(1)(2)の式を合わせると

ma=mg ...(3)

となります。mは0ではありませんので、両辺mで割ると

a=g ...(4)

となります。これは物体は加速度gで落ちていきます。どんな物体でもこの式が成り立ちます。言い換えれば、どんな質量を持っていても、(3)→(4)のようにmで割ってしまうので最終的に運動は質量によらなくなります。

*高校の物理は中学数学でおおかた理解できます。数式が現象と直結しているので、中学生にとっては新鮮かもしれません。高校範囲をかいつまんで記述しておりますので、少々足りない部分もございます。また高校範囲でもってしても正確な回答にならない厄介な問題もあります。

はな

すごいっ…!すごいすごい分かりやすく解説してくださってありがとうございます😭💓
こんなに沢山ありがとうございます!
ほんとに助かりました!

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回答

重力は力[N]ですよね
速度は[m/s]ですよね
速度は加速度によって変わります。
真空状態では、加速度は重力加速度ですよね。
重力と加速度は関係ありません。

自由落下とかは習いましたか?習っているなら、自由落下では、速度はv=gtですよね。
すなわち、質量は関係ありません。すなわち、重力は関係ありません

はな

ご丁寧な対応、解説ありがとうございます!
すごく分かりやすくとても助かりました!

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