のっけから、物理っぽくない言い方ですみません。
前から非常にきになっていたのですが。



例えば、電車の中で静止して飛んでいるハエ
(ホバリング状態)は、もし電車が動きだしたら
どうなるのでしょうか?
ハエだけ置き去りにされて、動き出した電車の
進行方向とは逆側の後続車両との連結部のある
壁に激突してしまうのでしょうか?

実際にみていると、電車が動き出しても
その場でやはり変わらぬ位置でホバリングしている
ようなのですが。
それではなぜ、その位置でホバリングしつづけられるの
でしょう。空気が電車と一緒に動き出すから?

うーん、なぞです。
よろしくお願いします。

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A 回答 (5件)

>空気が電車と一緒に動き出すから?



その通りです。
ハエは空気の上に「乗って」飛行しているので、電車と一緒に空気が動けば空気と一緒にハエも移動してしまうのです。

仮にハエが空気とは無関係に飛んでるとすると、結果はまた変わってきます。

例えば、ペットボトルにビー玉を入れ、上下に振ってみます。このとき、ペットボトルが電車、ビー玉がハエの役割です。

最初にペットボトルを振り上げた後、ビー玉は空中を浮遊します。(ハエが飛び立っている状態)
で、ビー玉が空中にある間にもペットボトルは振りつづけられますが、この間、どれだけペットボトルが動こうとも、中のビー玉の動きには影響を与えないことが分かると思います。
ビー玉の上昇速度よりも早くペットボトルを上に動かせば、ビー玉はペットボトルの底に衝突します。(電車の加速で、ハエが車両後部に衝突した。)




尚、「走る新幹線の中でジャンプしたら落下地点は同じか」という問いについては、落下地点は同じですが、それは空気が動いているせいではありません。
中の乗客も新幹線と同じ速度で前進しているからです。

この問題は言ってみれば、「走りながらボールを真上に投げ上げれば、そのボールはどうなるか」という問いと同じですね。

投手としてはボールを真上に投げ上げたつもりなんですが、実際にはボールは投手と同じ速度で前進しています。
で、最終的には走りつづけている投手の頭の上にボールが落ちてくるのです。

ボールと投げ上げたのと同じ位置にボールを落とすためには、投手は走りながら、後ろに向かってボールを投げなくてはいけないのです。



「エレベーターが落下する際、衝突直前にジャンプしたら助かるか。」
については、十分にジャンプ力が強ければ、助かります。

この状況では、エレベータはエレベータ自身の落下速度に加えて、乗客がジャンプした反動による追加速度が加わった速度で床に激突します。

乗客の方は自分の運動エネルギーをエレベータに渡すことにより落下速度が落ちて、何とか助かる(かもしれない)わけです。

ただし、タイミングが大切ですね。ジャンプが早すぎれば、エレベーターの天井に激突してしまいますから(笑)。
あらかじめ天井を切り取った上で、強力バネ内蔵の特殊シューズを履いてから実行することをお勧めします。
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 既に充分な回答が出ているようですが,以前に類似質問がありましたので御紹介しておきます。



「QNo.82360 今更ですが・・・」
 http://www.okweb.ne.jp/kotaeru.php3?q=82360

「QNo.93838 電車の中でジャンプすると長い距離ジャンプできる?」
 http://www.okweb.ne.jp/kotaeru.php3?q=93838

参考URL:http://www.okweb.ne.jp/kotaeru.php3?q=82360, http://www.okweb.ne.jp/kotaeru.php3?q=93838
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KUNISANさんは


>例えば、電車の中で静止して飛んでいるハエ
>(ホバリング状態)は、もし電車が動きだしたら
>どうなるのでしょうか?
と、ありますので、電車が加速(あるいは減速)状態にある時の話をされていると思いますので、そのことについて触れておきます。
「ホバリング状態」=「真下にのみに羽ばたき、横方向への力を加えない状態」
と解釈した場合、電車の(前方への)加速よってハエは(電車に対して)後方へ速度を持ち、ハエがその速度に抵抗しなければ後ろの壁にぶつかることになるでしょう。

>それではなぜ、その位置でホバリングしつづけられるの
>でしょう。空気が電車と一緒に動き出すから?
1.電車の加速度がそれほど大きくない。
2.ハエの終末速度が小さく、充分に抵抗できる。
3.実際にハエは動きまわっており、加速時に後方に流されて慌てて前方へ飛ぼうとしていても観測できない。

と、言ったところでしょうか?
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私もそう思います。

空気が電車と一緒に動いているからでしょう。
以前友人と、「走る新幹線の中でジャンプしたら落下地点は同じか。」
「エレベーターが落下する際、衝突直前にジャンプしたら助かるか。」
などと素人同士で議論したことがありますが、結論として、空気が共に
動いている限り、落下地点は同じだし、よほど運が良くなければ助からない
だろうと納得しました。
おそらく、高速で自転している地球に振り落とされない原理と同じでは
ないでしょうか。
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>空気が電車と一緒に動き出すから?



その通りでしょう。

窓を全開にして電車が走り出したらハエは風とともに去ってしまいますね。
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>飛躍しますが、ヘリコプターを静止衛星に見立てたら、地上ではホバリングだけで静止衛星になると思うのですが、大気圏外に出たら、ホバリングだけではすまなくて、地球と同じスピードで飛ばなければ静止しないものなのでしょうか。

 本題の質問には、答えが出ているようなのですが、追加質問を見るとまだ良くつかめていないようなので、補足します。

 この問題のポイントは、慣性、加速度、速度の関係をきちっと理解することです。(無加速でも、初速を持っていれば、それで等速運動をつづける)

 上記質問で、地球外から見ると、ヘリが地表にいる時、それは地球の自転の地表の移動スピードと同じスピードで移動(運動)しています。
 そこで、垂直に上げるホバリングは、地表に対して垂直方向に加速させ上昇させ減速させて停止させます。これを地球外から見ると自転方向には慣性で等速運動して斜めに上昇し、ある高さで水平方向の等速運動に変ったように見えます。
 ここで、さらにずっと上げていくと、等速運動は変りませんが、地球は丸いですから地表から遠ざかれば円周は長くなりますから、地表から見た時少しづつずれてはきます。
 真空か空気があるかどうかは、空気抵抗の問題だけで、今回の場合は関係有りません。
 また、重力も垂直方向の力ですからこれも影響しません。距離により引力が変るので、ヘリにかける垂直方向の力のかげんは変りますが。
 ただ、上記で述べたように地球の中心からの距離がどんどん長くなりますから、円周が長くなりますので、地表との相対距離はどんどん差が出てきます。
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>飛躍しますが、ヘリコプターを静止衛星に見立てたら、地上ではホバリングだけで静止衛星になると思うのですが、大気圏外に出たら、ホバリングだけではすまなくて、地球と同じスピードで飛ばなければ静止しないものなのでしょうか。

 本題の質問には、答えが出ているようなのですが、追加質問を見るとまだ良くつかめていないようなので、補足します。

 この問題のポイントは、慣性、加速度、速度の関係をきちっと理解することです。(無加速でも、初速を持っていれば、それで等速運動をつづける)

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Q【長谷川豊】ってのはネトウヨなんですか

社会カテゴリのあちこちのページの下の方に【長谷川豊】なる人物の記事がゴロゴロ出てますが、彼の書いた記事を見ると、ネトウヨ系の思考回路の人と見分しましたが、それで間違いないですかね?

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見方が妥当でしょう

いずれにしろ彼は腫れものですから、フリーアナとして生き残っていく
処世術としてなんでもいいので過激なあることないこということで
独自性を出したかったんだと思います。
彼には日本を変えようとか権力を正そうとか崇高なポリシーがあるようには
感じられません。場当たり的な炎上商法でしょう。
一部メディアが面白がって使っていますが、局や番組の代弁者的な発言のはずなのに
過激な発言の責任は彼個人に押しつけているので、体のいい使い捨てでしょうから
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バイクで事故って飛ばされたときなどに置き換えると
イメージがつかみやすいので、こういう質問を
させていただきました。

Aベストアンサー

物理を思い出しながら計算してみました。

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y=1/2×g×t^2
26=1/2×9.8×t^2
t≒2.3

これより落下するのにかかった時間は2.3秒になります。

2.3秒後の速度は

v=gt
 =9.8×2.3
 =22.54

秒速22.54m=時速81kmです。

バイクで時速60kmほど出していて転んだことがありますが、かなりの恐怖感でした。
時速80kmでぶつかる…考えるだけで怖いですね。


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