✨ ベストアンサー ✨
加速度があるからですよ
エレベーターが上昇している場合(t=0からt=2までの場合)
エレベーターの中から、人を見ると、人は静止して見えます(a=0)。また、加速度とは逆向き、すなわち、下向きに慣性力が働きます。すなわち、人に働く力は一枚目の画像のようになります。エレベーターの中から見た立場で、運動方程式(上向きを正とする)をたてると、m×0=N-mg-maすなわち、ma=N-mgとなり、垂直抗力とmgはつり合いませんよね
エレベーターが等速度で動いている場合(t=2からt=8までの場合)
エレベーターの中から、人を見ると、人は静止して見えます(a=0)。今回はエレベーターに加速度はないので、エレベーターの中から、人を見ても慣性力は働きませんよね。
すなわち、人に働く力は2枚目の画像のようになりますよね
エレベーターの中から見た立場で、運動方程式(上向きを正とする)をたてると、m×0=N-mg
すなわち、0=N-mgとなり、垂直抗力とmgはつりあいます。
エレベーターが下降している場合(t=8からt=16までの場合)
エレベーターの中から、人を見ると、人は静止して見えます(a=0)。また、加速度とは逆向き、すなわち、上向きに慣性力が働きます。すなわち、人に働く力は3枚目の画像のようになります。エレベーターの中から見た立場で、運動方程式(下向きを正とする)をたてると、m×0=mg-ma-Nすなわち、ma=mg-Nとなり、垂直抗力とmgはつり合いませんよね
分からなければ遠慮なく質問してください
先程は、エレベーターの中から見た立場で式をたてました。
エレベーターの外からみた立場で式をたてても良いですよ。
エレベーターが上昇している場合(t=0からt=2までの場合)
エレベーターの外から、人を見ると、加速度a=4m/s^2で上昇しているように見えます。エレベーターの外から、人に慣性力は働かないので、人に働く力は一枚目の画像のようになります(人は上向きに加速して見えるので、上向きの力のほうが大きいですよね)。すなわち、垂直抗力とmgはつり合いません。ちなみにエレベーターの外から見た立場で、運動方程式(上向きを正とする)をたてると、ma=N-mgすなわち、ma=N-mgとなります。
エレベーターが等速度で動いている場合(t=2からt=8までの場合)
エレベーターの中から、人を見ると、人は等速度で上昇して見えます(a=0)。エレベーターの外から見ているので、人には慣性力は働きませんよね。また、人に働く力は2枚目の画像のようになりますよね(等速度で動いているから力はつりあっている)。
エレベーターの外から見た立場で、運動方程式(上向きを正とする)をたてると、m×0=N-mg
すなわち、0=N-mgとなる。
エレベーターが減速している場合(t=8からt=16までの場合)
エレベーターの外から人を見ると、人はa=-1m/s^2で減速しているように見えます。エレベーターの外から見ているので、慣性力は働きません。すなわち、人に働く力は3枚目の画像のようになります(エレベーターは減速していますが、上向きに進んでいるので、上向きの力のほうが大きいですよね)。すなわち、垂直抗力とmgはつり合いませんよね。
エレベーターの外から見た立場で、運動方程式(下向きを正とする)をたてるとma=mg-Nとなります。
分からなければ遠慮なく質問してください
力がつりあっている＝静止している、もしくは等速度で動いている
です
一番上の説明でエレベーターが下降している場合、と書きましたが、正しくはエレベーターが減速している場合です
画像です