電車の中でラジコンヘリ

停止中の電車でラジコンヘリを垂直に浮上させた状態で静止させたとします。
その状態で電車が発進したらヘリは「自分から見て」同じ位置に留まっているのか、「電車の外から見て」同じ位置に留まっているのでしょうか？

電車の中にハエがいて、接地してないのに電車と同じ速度で進行する人間の周囲にしつこく飛んでいるのをみて、ふと疑問に思いましたのでお願いします。

No.5 回答者： himara-hus 回答日時： 2007/05/12 10:36

慣性の法則と加速度の問題です。

電車が止まっている状態で、ヘリも空中に停止状態はどちらも水平速度ゼロです。
電車が動きだします。
電車に進行方向の加速度が加わり、速度が上昇します。
貴方は、慣性の法則でとどまろうとしますが、お尻が電車の座席に載っているため、お尻は進行方向に動きます。そのため頭の方はとどまろう（電車との相対で行くと後方に動く）、お尻は電車についていくため、体の筋肉で頭の方にも加速度が加わり、頭も送れてお尻と同じ速度になります。
ヘリは、何も加速度が加わりませんので（空気は無視できる）、ヘリに対して操作などにより進行方向に加速度を加えなければ、その場に留まりますので電車との相対でいくと電車の中にいる貴方から見ると後方に飛んでいくように見えます。

　ここで、ヘリを電車が停止中に電車の床に停止させておき、電車が加速後、等速運動に移った後に垂直上昇させた場合はヘリは既に電車と同じ等速運動をしている状態で上昇させますから、動力は上昇方向だけでも水平方向（進行方向）にも慣性の法則で移動しますので、電車内の貴方からは垂直に上昇し留まっているように見えます。しかしその後電車が加速原則をするたびにヘリは前後に動く事になります。

この回答へのお礼

#1～#5さんへ
まとめてのお礼で申し訳ありません。
電車とヘリに接点がない限り独立しているのでヘリ自体の場所が変わらないということがわかりました。
どうもありがとうございました。

お礼日時：2007/05/12 13:25

No.4 回答者： k-bj44v 回答日時： 2007/05/12 09:40

エネルギー保存の法則上、ヘリコプターの位置エネルギーは上昇したとしても保存されています。

空気の流れを無視出来るのであれば、先の方が言われた通り、いずれ、車掌なり壁に激突するでしょう。
電車内の空気も同じく、発車の時までは、その場に留まっていますが、発車と同時に車両の壁に押されるので、動き始めます。
また、電車が走行中にヘリコプターを上昇させたら、電車の内の位置を保存し、その位置を保ったまま上昇します。

No.3 回答者： php504 回答日時： 2007/05/12 08:57

他の掲示板で行われた議論？があったのでリンクしておきますね

http://yoshimasa.blog.ocn.ne.jp/gamulog/2007/02/ …

No.2 回答者： taropon4 回答日時： 2007/05/12 08:52

慣性の法則により「電車の外からみて」同じ位置にとどまるはずですが、実際には電車内の空気は電車と一緒に移動しているので、ヘリにも電車と一緒に動こうとする力がはたらきます。

ヘリが軽ければ軽いほど電車が動く方向に動き、重ければ重いほど慣性力によりその場にとどまる力が強くなります。

No.1 回答者： BakaBombbb 回答日時： 2007/05/12 08:49

電車が発進してもヘリには横方向の力は働かないのだから、地面に対して止まっています。

いずれ車掌に激突するでしょう。