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No.1696921の質問に関してですが、時速100kmの車の中から反対方向に同じスピードで弾を撃って、車の中から弾を見ると、時速100kmで動いているように見えるという回答と時速200kmで動いているように見えるという回答があります。

車の外から見ている人は、撃った場所にそのまま落ちるように見え、その場所から車は時速100kmで遠ざかるわけですから、車の中から見ても弾は時速100kmで動いているように見えると思うのですが違うのでしょうか。

A 回答 (7件)

答えは100km/hで、ご質問者様が正しいです。


200km/hという答えは、勝手に座標系を変えてしまうことで起こります。おそらく200km/hと答えた人は以下のように考えたと思います。
進行方向を正とすると、まず最初の速度は

 +100km/h

です。つぎに車の中の人から見れば玉は100km/hで遠ざかるので

 -100km/h

です。よって車の人からみた弾の速度は

 -100km/h-100km/h=-200km/h

  (弾の速さ) -(車の速さ)

しかしよく考えると、車が+100km/hであるというのを観察している座標は車外であり、弾を発射したときの座標は車内です。したがって座標系が変わっているので計算がおかしくなります。

正しくは、座標系を車内に取ると、最初の弾の速度は0km/h、発射したときの弾の速度は-100km/hなので、ご質問者様のお考えの通り弾の速さは100km/hで遠ざかるように見えます。
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この回答へのお礼

車の中に乗っている人の立場で考えているので、どの方向に撃っても同じスピードで遠ざかっていくように見えるのではないかと考えました。
よく理解できました。

お礼日時:2005/10/07 23:17

>車の中の人は相対的にxkmの速度で追いか


て来る落下状態の弾を見ることになる。

間違えた、車の中の人からは相対的に
100km-xkmで遠ざかり重力加速度で
落下する弾を見ることになる。
でした。
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で、補足要求の空気抵抗を考慮すれば、


車の中からピストルを撃った人には
ピストルと車とその人が時速100km
(この場合、空気抵抗による減速加速度
に対して車が時速100kmを維持する
とする)で移動していても、停止していても、
人、車、ピストルは相対的にピストルから
発射された瞬間の弾の初速時速100km
から時間の経過と共に弾が空気抵抗と重力に
より時速100kmから減速する抵抗速度
(毎時Xkmとする)で車の人に向かい移動
しながら重力加速度で落下する。
車の中の人は相対的にxkmの速度で追いか
て来る落下状態の弾を見ることになる。
ただ、それを人間の目では識別できない。

車の外の人(停止している人)から見ると、
同様に車の進行方向にXkmで移動しながら
重力加速度で落下する弾が見えるはずだが、
空気抵抗によるXkmの移動は通常の目では
識別できない。
全て、超高速カメラで撮影すれば、それの映像
を後で見ることができる。
空気抵抗をまったく考慮しないなら他者の回答
と同じ。車からは100kmで相対的に遠ざか
り、重力で落下することになる。
車のそとで相対的に100kmで遠ざかり、
その人の方向に弾丸が発射され場合。
重力加速度で発射された位置から垂直に落ちる。
弾丸が車の進行方向、ピストルの発射角度が
車と人と1直線上でないなら、相対的位置関係
のベクトルを考慮した速度(計算省略)で水平
に移動しながら重力加速度で落下する。
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この回答へのお礼

とても細かい点まで考慮して頂いてありがとうございました。

お礼日時:2005/10/07 23:19

時速100キロで右に公転している人工衛星から、左に(公転と逆)時速100キロで小型ロケットを打ち出します。



この場合、人工衛星からは、時速100キロで小型ロケットは移動して見えます。

地上からも、時速100キロで互いに離れているように見えるでしょう。

何故200キロで離れないのか?
理由は、時速100キロで離れているのが事実だから。

人工衛星とロケットは、全体的に右に移動する。
(同時に公転する)
これが人工衛星の時速100キロの力。

この時、地上観測地では、ロケットは、停止して見え、人工衛星は、公転を継続する。

単なる例え。^^;
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この回答へのお礼

後半はよくわかりませんでしたが・・・。
ありがとうございました。

お礼日時:2005/10/07 23:18

質問1696921を見ていないので、質問の中身と


回答の緻密さが解らないのですが、疑問に感じる
ところがあるので補足要求といたいます。

>時速100kmの車の中から反対方向に同じスピ
ードで弾を撃って
弾はピストルの銃口を離れた瞬間に時速100
kmであるのか?
ピストルの内部の火薬の爆発により薬きょうから
弾の最後尾が離れた瞬間の速度なのか?
当然。薬きょう内の火薬が爆発しその圧力で弾が
押し出される訳ですから、空気抵抗と銃口内の
抵抗を考慮すれば爆発による圧力で押し出される
弾は減速していくはず。仮に、銃口から弾が出た
瞬間の速度が時速100kmである場合、銃口を
離れた瞬間から弾は空気抵抗により減速していく
ので、減速と重力の関係で、
>車の外から見ている人は、撃った場所にそのま
ま落ちるように見え、、、
厳密にはそうではなく、空気抵抗での減速により
車の進行方向に重力による垂直に落下せず
車の進行方向に減速加速度と重力加速度を考慮し
た放物線状(人間の目には識別できないが)に
車の進行方向に落下していくはず。
ただし、地球の重力、自転の遠心力、気圧による
空気抵抗とその空間の空気の流れ方向温度が一定
値であり、他の要素、太陽や月に重力時間経過に
よるその空間の空気の密度の変異、ほか考えられ
る運動エネルギーの干渉を考慮に入れない場合。

この回答への補足

現実的にはご指摘のような様々な要素が絡んでくると思いますが、そういったことは一切無視して理論的に考えてどうなのかということを質問させていただきました。

補足日時:2005/10/07 22:53
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200km/hと答えた人は、「反対方向に同じスピードで弾を撃って」というのを、車外の観察者から見て「車の進行とは反対方向に100km/hのスピードになるように撃って」ということだと考えたのではないでしょうか。

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この回答へのお礼

車の進行方向と同じ方向に100km/hで撃って、それを車外にいる人が見ると弾は200km/hで遠ざかっていくように見えるのではないでしょうか。
ありがとうございました。

お礼日時:2005/10/07 23:03

> 車の中から反対方向に同じスピードで弾を撃って、



A:車の中から反対方向に(車に乗ってる人から見て)同じスピードで弾を撃って、

B:車の中から反対方向に(車の外の人から見て)同じスピードで弾を撃って、

の解釈の違いとかじゃないでしょうか?

--
> 違うのでしょうか。

Aの場合は、その通りだと思います。
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この回答へのお礼

車の中に乗っている人から見てどう見えるかという意味で質問させていただきました。
ありがとうございました。

お礼日時:2005/10/07 23:14

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