No.2ベストアンサー
- 回答日時:
おおまかな予想ですが、水の比重に最も近いものから順に到達するのではないでしょうか。
(同じ大きさ・形状で、同じ表面処理がなされていますよね。)打ち出された後の棒に働く力は、速度に依存する抵抗、浮力、重力の3つです。
棒の比重が水に比べて極端に小さかったり大きかったりした場合は、すぐに浮き上がるか沈み込んでしまい、状況によっては目標まで到達することができないでしょう。
問題は、そのようなことが起こらない程度の比重のときですが、軌道が水平からずれるにしたがって、水平成分の速度が減速する割合が増えそうなので、水平に近い軌道を描くもの(比重が水に近いもの)ほど早く到達するような気がします。
しかし、厳密には、運動方程式を解いたほうがよいでしょう。
かなり面倒なものです。
参考までに記しますので、よければ解いてみてください。(水平の進行方向に+x軸、鉛直上方に+y軸をとります。)
m・a_x=-R(v)・cosθ
m・a_y=-R(v)・sinθ+ρ_0・V・g-m・g
ただし、
tanθ=v_y/v_x、
m:棒の質量、
a_x,a_y:それぞれ加速度のx成分、y成分、
R(v):棒の速さvに依存する水の抵抗、
ρ_0:水の比重
V:棒の体積
g:重力加速度
No.5
- 回答日時:
質問文からは今ひとつハッキリしませんが、この問題のキモは「目標に当てる」事ですよね?>質問者さん
つまり「(1)(2)(3)いずれの棒も『目標にあたるように』撃ち出した場合は、どれが最も早く到達するか」ということである(加えて、目標は水中銃と同じ水深にある)とするならば、私もANo.2さんと同様、(1)または(2)のいずれか水の比重に近いものとするのが正解ではないかと思います。
この場合、目標に当てるためには、(1)は浮力による浮上距離分を打ち消すために水底に傾けて発射しなければならず、逆に(2)(3)は沈降距離分を打ち消すために水面方向に傾けて発射する必要があります。
(3)は(2)よりも傾きを大きく取らなければならないのは自明なので省くとすれば、(1)(2)のどちらか比重が水に近いもの(すなわち、より水平に近く飛ぶもの)が最も短い飛距離で到達することになる、と考えて良いのではないかと思うのですが、いかがでしょう。
ただし、以上はごく単純化した考え方であって、厳密に考えるならかなり難しい問題になると思います。
No.4
- 回答日時:
これは、難しい問題ですね。
基本的考えは#3さんの通りですが、重力や浮力で鉛筆状のものがどう傾くかによるでしょうね。先頭が重いか軽いかなどで進行方向に対して傾くと水の抵抗が急激に上昇するでしょう。
重心が均一とした場合、重い方(3)は(2)に比べたくさん落ちながら進むでしょうから、水深が浅いと先に地面についてしまう恐れがあります。
No.3
- 回答日時:
同じ速度で射出された場合、質量の大きいものほど運動量・エネルギーを多く与えられます
それに対して水の抵抗は、その速度と形状・断面積に関係します
速度と形状・断面積が同一で重さが異なる場合 重いものほど遠くまで行きます
お探しのQ&Aが見つからない時は、教えて!gooで質問しましょう!
おすすめ情報
- ・漫画をレンタルでお得に読める!
- ・人生のプチ美学を教えてください!!
- ・10秒目をつむったら…
- ・あなたの習慣について教えてください!!
- ・牛、豚、鶏、どれか一つ食べられなくなるとしたら?
- ・【大喜利】【投稿~9/18】 おとぎ話『桃太郎』の知られざるエピソード
- ・街中で見かけて「グッときた人」の思い出
- ・「一気に最後まで読んだ」本、教えて下さい!
- ・幼稚園時代「何組」でしたか?
- ・激凹みから立ち直る方法
- ・1つだけ過去を変えられるとしたら?
- ・【あるあるbot連動企画】あるあるbotに投稿したけど採用されなかったあるある募集
- ・【あるあるbot連動企画】フォロワー20万人のアカウントであなたのあるあるを披露してみませんか?
- ・映画のエンドロール観る派?観ない派?
- ・海外旅行から帰ってきたら、まず何を食べる?
- ・誕生日にもらった意外なもの
- ・天使と悪魔選手権
- ・ちょっと先の未来クイズ第2問
- ・【大喜利】【投稿~9/7】 ロボットの住む世界で流行ってる罰ゲームとは?
- ・推しミネラルウォーターはありますか?
- ・都道府県穴埋めゲーム
- ・この人頭いいなと思ったエピソード
- ・準・究極の選択
デイリーランキングこのカテゴリの人気デイリーQ&Aランキング
-
ピンセットで物をつかむときに...
-
体操選手は鉄棒プロテクタ装着...
-
しなりと弾性力と
-
壁との張力を考えない理由を教...
-
物理の問題。解答おねがいしま...
-
物理:棒のつり合い
-
てこの原理を利用した道具
-
エネルギー保存
-
新幹線での座席回転について
-
基本ベクトルと単位ベクトルの...
-
d^2r/dt^2の意味
-
なぜ、θが微小なとき、tanθ≒θと...
-
2物体の運動を重心系で考えると...
-
密度一様な物体の重心の求め方。
-
重心と質量中心の違いについて
-
ガリレオの振り子が止まる理由
-
モータの回転数と速度の関係
-
REVERSE(逆転)の反対語は何に...
-
星はなぜ回っているの?
-
三相交流の仕組みが調べても理...
マンスリーランキングこのカテゴリの人気マンスリーQ&Aランキング
-
体操選手は鉄棒プロテクタ装着...
-
力学計算(開閉扉)
-
棒高跳びでの到達点の人類の限...
-
棒を引き抜くときにねじねじす...
-
慣性モーメント教えてください
-
しなりと弾性力と
-
壁との張力を考えない理由を教...
-
材料力学
-
図のように一端が回転支持され...
-
天秤はなぜ重い方が下がり、途...
-
鉛直な壁面上のちょうつがい0の...
-
てこの原理を利用した道具
-
図のような長さ15cmの栓抜きを...
-
力学 ちょうつがいの問題 大...
-
82なんですけど、Cのところに...
-
剛体のつりあい(半球殻+棒)
-
物理について質問です。
-
この例題5で、棒が糸から受ける...
-
力のモーメントについて
-
運動量保存の法則と衝撃音
おすすめ情報