物体に働く力（合力）がゼロなのは次のどの場合ですか。［複数選択可］全て教えてください。 ・床の上に置

物体に働く力（合力）がゼロなのは次のどの場合ですか。［複数選択可］全て教えてください。


・床の上に置かれて静止している物体
・床の上に置かれた物体．後ろから押されて一定の速度で移動している
・等速円運動をしている物体
・地上で真上に投射された物体が最高点に達して速度がゼロになった瞬間
・周りに何もない宇宙空間で拳銃から発射されて飛んでいく弾丸
・振り子の糸が鉛直方向になった瞬間のおもり
・地球の周りを回る人工衛星（ロケットは噴射していない）

No.3 ベストアンサー 回答者： masterkoto 回答日時： 2020/08/07 13:36

m(→a)=(→F)より

加速度を持っているものは物体に働く合力が０ではありません
反対に加速度０であるものは合力０です
ということで加速度の有無を考慮

・床の上に置かれて静止している物体　→静止し続けているということは加速度０　よって合力０

・床の上に置かれた物体．後ろから押されて一定の速度で移動している　→速度一定ということは加速度０　　合力も０

・等速円運動をしている物体　→　円運動には向心加速度がつきもの　加速度０でないので　合力は０ではない

・地上で真上に投射された物体が最高点に達して速度がゼロになった瞬間　→　物体は常に重力のみをうけているので合力は０ではない（重力による加速度があり　加速度は０でない）

・周りに何もない宇宙空間で拳銃から発射されて飛んでいく弾丸　→　物体はそれに接しているものから力を受けるが、今回の弾丸に接するものはない。　物体に離れて働く力は　万有引力（重力）、磁力などだがそのような力もない　ゆえにだんがんに働く力は０　当然ながら合力も０

・振り子の糸が鉛直方向になった瞬間のおもり　円運動の一場面と考えれば　向心加速度をもっているので　合力は０でない

・地球の周りを回る人工衛星（ロケットは噴射していない）　円運動と考えれば　向新加速度をもっているので　合力は０でない

No.8 回答者： Zincer 回答日時： 2020/08/10 11:20

No.6です。

その向心力と重力がつりあって、加速度が０になっている瞬間が存在しているのですよ。
多分どこかの課題でしょうからそのうちに解答（＝正解）がわかるでしょう。
円運動であることは事実ですが、等速ではありません。つまり、張力は位置によって変化し最下点で最大となって重力と等しくなります。

No.7 回答者： tknakamuri 回答日時： 2020/08/08 00:22

>この瞬間は「糸の張力」と「重力」の合力は０と考えるべきです。

円運動しているので加速度は決して0にはなりません。
円運動の加速度の回転中心方向の成分は v^2/r
#ｖは重りの速さ、rは系の長さ。
張力>重力は明白です。

No.6 回答者： Zincer 回答日時： 2020/08/07 18:00

意見を変えたようですが、No.２さんの最初の回答が正解でしょう。

加速度と時間の関係をイメージできればいいのですが、加速度の向きと大きさが変化しています。
この大きさが０になる瞬間が鉛直方向になった瞬間（＝最下点）です。
つまり、この瞬間は「糸の張力」と「重力」の合力は０と考えるべきです。
ばねを使った単振動で説明すると
ばねの力と重力が吊り合った状態で静止している場合は、合力が０なのは異論はないはずです。
では、単振動している時はどうでしょうか？
吊り合った状態の位置を通過する瞬間は、加速度が０になりますね。つまり合力は０でなければいけません。
同様に「振り子で糸が鉛直方向になった瞬間」と「ただ糸で釣って静止している状態」は力のかかり方は同じはずです。

No.5 回答者： yhr2 回答日時： 2020/08/07 15:06

No.2 です。

ちょっと補足します。

＞・振り子の糸が鉛直方向になった瞬間のおもり

の合力については、通常高校物理で考える「振れ角度が非常に小さい場合」に
　sinθ ≒ θ
と近似できる範囲で考えて「合力ゼロ」としました。
一般の場合には、振り子のおもりは円運動しますから、「等速円運動をしている物体」と同じで「向心力」が働くため、合力はゼロにはなりません。

従って、#3さん、#4さんが正解です。

No.4 回答者： tknakamuri 回答日時： 2020/08/07 14:29

1、2、5番目

あとは全部加速度運動している。
尚、地球の自転や公転による運動は
無視するものとします。

No.2 回答者： yhr2 回答日時： 2020/08/07 13:08

静止あるいは定速運動を維持していれば、合力はゼロ。

静止あるいは定速運動を維持しているということは、加速度 a=0 ということですから、運動方程式で F=ma=0 ですから。

○・床の上に置かれて静止している物体
○・床の上に置かれた物体．後ろから押されて一定の速度で移動している
○・周りに何もない宇宙空間で拳銃から発射されて飛んでいく弾丸

力の向きが変わるので瞬間的には合力がゼロになっている。（ただし速度はゼロではないので運動は続く）
○・振り子の糸が鉛直方向になった瞬間のおもり

円運動では中心力（向心力）が働いています。
×・等速円運動をしている物体
×・地球の周りを回る人工衛星（ロケットは噴射していない）

速度がゼロになっても力が働いていないわけではない。
×・地上で真上に投射された物体が最高点に達して速度がゼロになった瞬間

No.1 回答者： GOMΛFU 回答日時： 2020/08/07 12:56

宇宙規模では銀河系も押されたり引っ張ったりされています。