静止、加速度運動、等速運動時の物体の重さは？

質問

静止しているエレベーター内に体重計と、その上に物体を置きます。静止時の重さが5㎏だとします。その後、エレベーターが上に動き出し、加速度運動を始めたら、静止時の重さより増えますよね？
また、加速後、等速直線運動になったとき物体の重さは5㎏に戻りますか？

回答No.1

chie65536（@chie65535） · ベストアンサー

＞その後、エレベーターが上に動き出し、加速度運動を始めたら、静止時の重さより増えますよね？

質量は増えませんが、重さは増えます。重力加速度に運動加速度が足されるためです（「重さ」は「物体にかかる加速度で決まる」ため）

＞また、加速後、等速直線運動になったとき物体の重さは5㎏に戻りますか？

等速直線運動だと運動加速度がゼロになり重力加速度だけで重さが決まるので、5㎏に戻ります。

お礼

ありがとうございました。
YouTubeで「エレベーター 体重計」で検索したら本当に加速時体重計のメモリが増えて、ある程度加速した後（等速時？）止まってるときと同じメモリになる動画がありました。面白いなあ。

回答No.5

ohkawa3

「物理学」のカテゴリーを選んでご質問になっていらっしゃることから推測すると、一般常識よりもより正確に事象を理解なさりたいものと推測いたします。
日常的な会話では、物体の重さと重力によって生じる力を明確に区別していませんが、物理学（力学）では、「質量」と「力」とは明確に異なる概念として扱います。
ご質問に対する回答について、すっきりと納得するためには、次の文献に記載されているような事柄を把握なさることをお勧めします。
https://www.jstage.jst.go.jp/article/pesj/65/1/65_20/_pdf/-char/ja

回答No.4

head1192

この場合の５㎏とは
　F=ma
におけるｍのことで「慣性質量」を表します。
力Ｆを加えたときのその物体の「加速のしづらさ」のことで、上記の式を次のように変形すればより分かると思います。
　a=F/m

慣性質量は速度等によって変化せず、その保存が破れるのは
　E=mc²
による質量・エネルギーの変換があった場合だけです。
（その場合も質量・エネルギー保存則により質量とエネルギーの総量は保たれます）

加速によって変化するのは質量でなく「重さ」で、重さはふつう物理では使いません。

回答No.3

Nakay702

＞静止しているエレベーター内に体重計と、その上に物体を置きます。静止時の重さが5㎏だとします。その後、エレベーターが上に動き出し、加速度運動を始めたら、静止時の重さより増えますよね？ また、加速後、等速直線運動になったとき物体の重さは5㎏に戻りますか？
⇒エレベーターが上に動き出し、加速度動を始めると（物体それ自体の重さが変るわけではありませんが）体重計の重量目盛りは物体の質量（5㎏）以上の数値を示しますね。エレベーターが等速直線運動になったときでも、表示は依然5㎏以上です。エレベーターが完全に停止しない限り、物体の重量目盛り5㎏に戻りません。ただ、等速直線運動時は、加速運動時よりは軽い目盛りを示します。

回答No.2

kon555

回答はどちらもイエスです。
　質問文の条件で加速度がつくと、重量は増加します。等速直線運動になれば戻ります。

　まあ「実は軌道エレベータでした」みたいな条件ならまた変わりますし、正しいわけではないですし、極めて厳密に言うと重量は軽くなります（高度が上がれば重力が変わる）。
　ここまでくると引っかけ問題レベルですけどね。