Nは垂直抗力。 N=50×9.8ですよね？？ だって垂直抗力=mgだから ならこの運動方程式は50×

Nは垂直抗力。
N=50×9.8ですよね？？
だって垂直抗力=mgだから
ならこの運動方程式は50×a=0じゃだめなんですか

質問者からの補足コメント

• 人はエレベーターに乗ってます、またNの値は変わるようです、これはなぜですか？

  
    補足日時：2022/09/22 17:55

No.5 回答者： tknakamuri 回答日時： 2022/09/25 23:06

問題まるで質問に書いて無いけど

エレベータの加速度がゼロで無いなら
勿論だめ。

No.4 回答者： yhr2 回答日時： 2022/09/23 13:55

No.2 です。

＞まとめると、人の重さ+慣性力=垂直抗力(加速度ナットイコール0)が成り立つ。
この考えはあっていますか？

あなたが正しい「慣性力」の意味を理解しているなら「合っています」。
その場合に、「人の重さ」をどのように定義するか、きちんと説明できますか？

ここでは、そんなことを考えるよりも、単純に「エレベータ外の地上の座標系」で考えればよいだけです。

(1) 人の体重にかかる重力は、エレベータが止まっていようが動こうが変わりません。それは
　mg
です。
（周囲の見えないエレベータ内では、「重力加速度が g → g' に変化する」と考えると、体重は mg' に変化することになる）

この重力で、人はエレベータの床を下方向に押します。
それに対して、エレベータ床は人を上方向に押し返します。

つまり、「人」に着目すれば（「エレベータの床が受ける力」とは関係なく）
・下方向に「重力：mg」が働く　(A)
・上方向に「エレベータ床から押される力 = 垂直抗力 N」が働く　(B)
ことになります。
A>B なら、人は下方向に運動します。
A<B なら、人は下方向に運動します。
A=B なら、人は空間に静止しています。

これは「力の働き方から運動を見る」ときの考え方ですが、
逆に「運動のしかたから力を考える」ことも同じようにできます。

日常的な経験でも、エレベータが上昇するときには、床が人を押す力が静止しているときよりも大きくなるので、その「大きくなった力」を足で感じて
「ちょっと体が重くなった」ように感じます。
つまり
・上方向に運動している（加速度が生じている）ときには N > mg である
・下方向に運動している（加速度が生じている）ときには N < mg である
・静止しているときには N = mg である
ことになります。

上に書いた関係を、力から見ても、運動（加速度）から見ても同じになるように表記したのが「運動方程式」です。
この場合には、「上向き」を正とすれば
　ma = F = N - mg　　　　(i)
と表せます。

これが (1) の答。

あなたが言っているのは、エレベータが静止しているときであり、
「人の重力がエレベータ床を押す力（人の重力）」と「垂直抗力：N」はつり合っていて、
　ma = F = (N - mg) = 0
で,
　a=0, N=mg
です。

エレベータが運動しているとき、人に一緒に運動しますから、人の加速度が a (≠0）のときには
　ma = F = N - mg ≠ 0
になります。

最初に書いたように「人に働く重力 mg」は変化しませんから（質量、つまり物質が無から湧いて出たり、存在したものが消滅したりはしない）、変化するのは「垂直抗力 N」の方です。


(2) では、その N がどのように変化するかといえば、(i) の式からわかるように、N とともに変化しうるのは a です。
問題で与えられたグラフで見れば、加速度の大きさが分かります。

① t=0 [s] のとき v=0 [m/s]
だったものが、
t=2.5 [s] のとき v=5.0 [m/s]
になっています。従って、この間の加速度は
　(5.0 - 0 [m/s])/2.5[s] = 2.0 [m/s^2]
です。
(i) の式に m=50 [kg], a=2.0 [m/s^2] を代入すれば、g=9.8 [m/s^2] なので
　50 [kg] × 2.0 [m/s^2] = N - 50 [kg] × 9.8 [m/s^2]
→ N = 50[kg] × (2.0 + 9.8 [m/s^2]) = 590 = 5.9 × 10^2 [N]

② t=2.5 ～ 10 [s] のときには v は一定ですから「等速運動」で a=0 です。
従って、(i) の式に m=50 [kg], a=0 [m/s^2] を代入すれば、g=9.8 [m/s^2] なので
　50 [kg] × 0 [m/s^2] = N - 50 [kg] × 9.8 [m/s^2]
→ N = 50[kg] × 9.8 [m/s^2] = 490 = 4.9 × 10^2 [N]

これが「エレベータが静止していて、N = mg」のときに相当します。

③ t=10 [s] のとき v=5.0 [m/s]
だったものが、
t=15 [s] のとき v=0 [m/s]
になっています。従って、この間の加速度は
　(0 - 5.0 [m/s])/5[s] = -1.0 [m/s^2]
です。（マイナスの加速度、つまり「減速」です）
(i) の式に m=50 [kg], a=-1.0 [m/s^2] を代入すれば、g=9.8 [m/s^2] なので
　50 [kg] × （-1.0 [m/s^2]) = N - 50 [kg] × 9.8 [m/s^2]
→ N = 50[kg] × (-1.0 + 9.8 [m/s^2]) = 440 = 4.4 × 10^2 [N]


＞僕が知りたいのはなぜ垂直抗力が変動するかであって、

そもそも、なぜ垂直抗力が発生するのはわかりません。
そういう力が存在し、変動するものと考えて「運動」を記述すると、現実の現象をうまく記述できるというだけです。

「物理」は、「何故そうなるのか」を探求するものではなく、「現実に起こっている現象」を正しく記述することが目的なのです。
ニュートンをはじめとするヨーロッパの科学者は、「神が創造したこの世の仕組み」を解明しようとしてきたのであって、「神は何故そうしたのか」という「神の意図」や「神の考え」を探求したのではありません。

No.3 回答者： puyo3155 回答日時： 2022/09/22 23:47

＞僕が知りたいのはなぜ垂直抗力が変動するかであって、

物理になぜはない。自然がそうなっているから・・・としか言えません。

垂直抗力は、面が、面に垂直に押し返す反作用のことですね。

なので、面を押す力が変われば、それにつれて押し返す力が変わるのは当然のこと。これには理由がない。そういうもの・・・と覚えるだけのこと。

です。

この回答へのお礼

まあ確かに自然の成り行きではありますよねー…

お礼日時：2022/09/22 23:55

No.2 回答者： yhr2 回答日時： 2022/09/22 20:00

どの問題を対象に、何の議論をしているんだか、さっぱり分からん。

そういう「非論理的」「非客観的」な思考回路だから理解できないんだろうなあ。

「人がエレベータの床を押す力」と「エレベータの床が人を押す力」は別物だよ。
静止していれば、つり合っていて等しい。

運動しているときは、「等しくない差分」が運動のもとになる。
その「力（の差、合力）」と「運動」の関係を表すものが運動方程式だ。

静止していれば
・力はつり合っていて、合力は 0。
・従って、加速度も 0（だから静止している）

運動して加速度が 0 でないときには、力はつり合っていない。

この回答へのお礼

論理的に客観的に考えてみると、0s〜2.5sは加速度が発生しているので人には、慣性力が加わることにより人がエレベーターの床に加える力が大きくなる分垂直抗力は大きくなる、だが人の質量は変化しないので、質量は(50×9.8)N⇛490Nと人の重力を求めると慣性力を加味していない値が出てくるので、加速度が生じる際には垂直抗力と人の重さの値が同じにならない。まとめると、人の重さ+慣性力=垂直抗力(加速度ナットイコール0)が成り立つ。
この考えはあっていますか？
僕が知りたいのはなぜ垂直抗力が変動するかであって、回答者さんの回答はただ事実を言ってるだけですよね、それじゃ回答者さんのいう非論理的で非客観的な僕には分かりません、回答者さんの説明で分かったなら質問する意味そもそもないですよね

お礼日時：2022/09/22 21:41

No.1 回答者： t_fumiaki 回答日時： 2022/09/22 18:39

50×a=0よりa=0

f=maだから、f=力=0。
つまり、体がフワフワ宙に浮くわけだな。アホか。