加速度

質問

こんにちは。質問があります。
ある力を一瞬台車に加えると、なぜ台車は一定時間加速度を生じ、そのあと等速直線運動にうつっていくんでしょうか？？つまり、知らない間に合力が0になったっていうことですが、よくわかりません。教えてください。よろしくおねがいします。

回答No.4

nobu911 · ベストアンサー

「外部から力がはたらかないか、力が働いても合力が０ならば、運動している物体は等速度運動を続け、静止している物は静止を続ける」慣性の法則についての質問でしょうか？
静止している台車を動かすには、人が押したりしてやる必要があります。これが力ですね。台車の前後で同じ力で押し合えば力をかけているのに力が打ち消されて台車は動きません。綱引きや相撲みたいなもんです。これが合力０という意味です。ここで言う台車に加える力は、台車が加速するための力として費やされます。つまり加えた力が加速に費やされて加速度が０となった状態が等速直線運動という訳です。
ただし地球上では車輪と地面の摩擦、台車と空気の摩擦抵抗により減速させようとする力が台車に働きますので、これに等しい力を加え続けないと台車は等速直線を維持できません。これも合力０を意味します。

回答No.3

shkwta

＞ある力を一瞬台車に加えると
と書いてありますので、力を加える時間は短いのでしょう。なぜ短いのかといえば、そういう力の加え方をしたからでしょう。

＞台車は一定時間加速度を生じ
この一定時間は、力を加える時間のことです。

＞そのあと等速直線運動にうつっていく
力を加える一定時間が過ぎたら、力はゼロになるので、等速直線運動になります。

＞知らない間に合力が0になった
一定時間が過ぎたら力がゼロになります。なぜゼロになるのかというと、力を加えるのをやめたからです。

よくわからなかったら補足してください。また、ご質問の意味がちがうということでしたら補足してください。

回答No.2

endlessriver

運動方程式はmv'=F　mは質量、v'は加速度、Fは力
です。これを積分すると
mv=∫Fdt+v0　　v0は初期速度が０なので０
力を加えだ時間を0～t0とするとt0=<t以降の時間については積分∫Fdtは0～t0まで取ればよいから一定の値になります。
すなわち上の式から
v=(∫Fdt)/m=一定となり、一定の速度vになります。
ただし、質問で気になるのですが、運動方程式から加速度は力なので力が加わらなくなった瞬間から加速度は０となります。
実際は瞬間といっても多少とはいえ時間がかかります。

お礼

積分は実はまだならっていません！ｗ　でも理論的にはいってることは大体分かりました。ありがとうございます！

回答No.1

angkor_h

速度が変化している時間は外部から力が加わっている時間です。外部の力が無くなれば、その後等速になります。摩擦や空気抵抗、重力などの「外部の力」が無い場合ですが。
つまり、「ある力を一瞬台車に」の「一瞬」と、その後の「一定時間加速度を生じ」の「一定時間」は同じ時間のはずですよ。

お礼

なるほど。。わかりました。ありがとうございます。。