電車の中の慣性力について

オープンカーのように天井が無いバスが等速直線運動しているとします。

そのバスの中でドローンを飛ばし、空中で静止させます。

Q1,ドローンも等速直線運動しますか？

Q2,もし等速直線運動するなら、ドローンを上昇させていったときに等速直線運動をする限界の高さは　　　　　　　　　　　　どこになるのでしょうか？

是非詳しい方教えてくださいm(_ _)m

No.6 回答者： pooh2016 回答日時： 2023/10/20 08:52

ホバリングの制御方法によって３通りぐらいになります。

GPSによる制御の場合：
Q1：△
離陸と同時にバスの後方に飛び始め、車内の後方壁に激突、墜落します。バスの外から見てると静止して見えます。
機種によっては後方カメラで障害物検知して壁際で静止。→等速直進運動
Q2：車内での激突を逃れた場合、バスの天井を越えた時点でGPSによるホバリング制御により、バスから遅れていきます。（外から見ると静止）

人間によるホバリング制御：
Q1：○
慣れた人であればバス中で静止させるのは可能だと思います。
Q2：バスの屋根を越えるといきなり突風が吹きますので静止させ続けるのはかなり難易度が高くなります。それでも上空に上がればバスの速度に追随してコントロール可能だと思いますが、あくまで目視と対気速度、下方カメラの確認でコントロールできるのは高度数十メートルだと思います。

下方カメラの画像認識による制御：
現状この方式で位置制御するのは小型ドローンだけです。この制御が確実にできるのであればかなりの精度で、バスに追随して飛ばすことができます。
Ｑ１：○
Ｑ２：カメラで認識できるのは上記と同じ数十メートルだと思います。
精度の高いカメラを搭載すれば制御は可能です。

市販のドローンでも、映像上でバスに画像ロックオンできれば、自動で追尾する機能があります。

No.5 回答者： tsumina 回答日時： 2023/10/18 10:44

空気抵抗がゼロの前提ならば、

Q1,ドローンも等速直線運動しますか？

当然します。

別にバスの箱の空間から力を受けているわけでなく、飛ぶ前にバスの床について、ドローンも等速直線運動しているなかで、飛び立ったら、バスもドローンも同じ法則で動き続けます。

Q2,もし等速直線運動するなら、ドローンを上昇させていったときに等速直線運動をする限界の高さはどこになるのでしょうか？

ドローンが、上下の運動しかしないならば、限界はありません。

ただし、

あまり高いと、地球の重力の影響が出てくるため、前提を置かないと討議できません。

空気抵抗があった場合は、前提によって動きはさまざまです。

No.4 回答者： tknakamuri 回答日時： 2023/10/17 13:12

Q1 します。

Q2 バスの高さ。バスの外へ出て外気の風にあたれば流される筈。

No.3 回答者： Wabu_478 回答日時： 2023/10/16 21:35

Q1　します。

Q2　航空法の定める地上高150mまで

ドローンのホバリングは空気に対しての静止ではなくて、大地に対しての静止です。等速直線運動してるバスからホバリングさせたら、ドローンはバスの乗客から見れば、後方に等速直線運動してるように見えるはずです。

No.2 回答者： kairou 回答日時： 2023/10/16 21:17

＞Q1,ドローンも等速直線運動しますか？

天井のないバスでは、走行風の影響を受けますから、
「空中で静止」と言う事は 実質的には
バスと同じ動きをすることになるのでは。
ドローンが バスの天井より上になれば、
バスの動きは 全く関係なくなりませんか。

No.1 回答者： yhr2 回答日時： 2023/10/16 20:25

＞Q1,ドローンも等速直線運動しますか？

「バスの中で」という条件であれば、バスの中の空気はバスと一緒に運動していますので、「静止しているバスの中で飛ばした場合」と同じです。
「バスと一緒に動いている座標系での運動」なので、地上の観測者からは「バスの動き + バスの中でのドローンの動き」になります。
バスの中で「静止」しているのであれば、地上の観測者からは「バスの動きと同じ」に見えます。

「オープンバスの観覧席から」ということなら、「動いているバスの屋根の上から」飛ばしたのと同じです。
バスの外の「空気の抵抗」があるので、少しの間「バスの速さの慣性力」が働きますが、すぐに「地面から飛ばした場合」と同じ状態になります。

いずれの場合も「バスの運動」「バスに対するドローンの運動」なので、「等速直線運動」とは限りません。
バスが「等速直線運動」をしていて、ドローンがバスの中で「静止」していれば、地上の観測者からは「等速直線運動 = バスの動きと同じ」に見えます。

＞Q2,もし等速直線運動するなら、ドローンを上昇させていったときに等速直線運動をする限界の高さはどこになるのでしょうか？

上に書いたように、それは「等速直線運動」とは関係なく、ドローンがどのような運動をするかで決まります。
バスは地表面に沿って動くのでしょうから、「高さ」に関してはドローンの運動で決まるでしょう。