終端速度のとき 重力と抵抗力(空気抵抗)つり合うようになるようなのですが、もしそうなら、つり合ってる

終端速度のとき
重力と抵抗力(空気抵抗)つり合うようになるようなのですが、もしそうなら、つり合ってる=静止しているから、空気中で物体が静止するような現象?が起きてしまう気がするのですが、何故ですか？

No.1 回答者： neKo_deux 回答日時： 2020/03/03 09:52

> 終端速度のとき

何の？何をどうした時の終端速度？
ボールなんかが空気抵抗ありで自由落下して、速度が最高の一定の状態になった時って事でいいの？
その前提だとして、


> つり合ってる=静止しているから、

これは誤りで、はたらく力が釣り合ってゼロになると、その運動状態が維持されます。
静止しているものはそのまま静止しますが、動いている物体は等速直線運動を行います。

例えば、
なめらかな平面上に質量mの物体。
ロケットエンジンかなんかで、右向きにFの力がはたらいている。
だと、右向きに加速していきます。
　【ｍ】→Ｆ
　　【ｍ】→Ｆ
　　　　【ｍ】→Ｆ
　　　　　　　　【ｍ】→Ｆ

左向きにロケットエンジンふかしてFの力がはたらくと、
　　　　　　Ｆ←【ｍ】→Ｆ

力が釣り合いますが、突然静止するってわけでは無いです。
　　　　　　Ｆ←【ｍ】→Ｆ
　　　　　　　　　　Ｆ←【ｍ】→Ｆ
　　　　　　　　　　　　　　Ｆ←【ｍ】→Ｆ

> 何故ですか？

力が釣り合う＝静止
って誤解してるからだと思います。

力が釣り合ってるけど、同じ速度で動いている電車、エレベーターとかの例を良く考察してみるとか。

No.2 回答者： yhr2 回答日時： 2020/03/03 09:53

＞つり合ってる=静止している

違います。
「つり合っている = 力が働かない = 等速運動」です。
「力が働かない≠静止」ですよ。

「速度」に比例した「空気の抵抗力」（上向き）が「重力」（下向き）とつり合っているのです。
力がつり合えば「合力がゼロ」ですから、運動方程式から「加速度がゼロ」つまり「等速運動」を継続することになります。その速度が
　速度に比例した「空気の抵抗力」が「重力」とつり合う速度 = 終端速度
なのです。

No.3 回答者： spookyaction 回答日時： 2020/03/03 10:05

慣性の法則＝力が働いていない（力が釣り合っている）物体は、現在の運動を維持しようとする。

つまり、力が働いていない物体が今現在静止しているのならば、そのまま静止状態を維持するし、その物体が運動をしているのであれば、その運動（等速直線運動）を維持する。

質問のケースは、後者です。

No.4 回答者： yos1912 回答日時： 2020/03/03 10:21

静止しているときは、空気による摩擦は働きません。

従って、重力と空気抵抗が釣り合うことはありません。少なくともある速度で落下しないといけないことになります。後は慣性の法則を考えてください。
　雨粒は終端速度で落下してきています。大きな雨粒ほど、質量に対して摩擦力の割合が小さくなりますから、落下速度は速くなります。霧粒(0.1mm)くらいの大きさだと、落ちてきているのがわからないくらいの速度になります。ちょっとの気流の乱れで舞上げられて、いつまでも漂っています。

No.5 回答者： ななのたか 回答日時： 2020/03/03 11:01

力が釣り合う＝外力が掛からない＝加速度が生じない、というだけで、そのつり合いに達した時点での『初速度』は維持されますよ。

逆に、静止するためには負の加速度(減速)が必要です。

No.6 回答者： masterkoto 回答日時： 2020/03/03 11:05

運動方程式は　ma=F(質量ｘ加速度＝物体にかかる力の合計）ですよね

力のつり合うときは物体に働く力の合計が０なので　F=0です
すなわち　ma=0
ということは　a=0
つまり力がつり合うときは加速度が０になるということです
だとすると速度が変わらないということになり、
静止している物体は静止し続けて、運動している物体はそのままの速度を維持することになります（・・・慣性の法則)

No.7 回答者： t_fumiaki 回答日時： 2020/03/03 11:37

ハヤブサ2号機。

打ち上げて地球の重力圏を脱したら、エンジン噴射を止めて飛行する。
力が働かなくなったから、静止してるの？
力＝０になった時点で加速度0になるから、その時点の速度で等速直線運動してるよ。