車の中から銃を撃つと、どのような弾道で進むのでしょうか？

質問

前々からちょっと気になっていたのですが、高速で走行する電車や自動車の中から進行方向垂直に銃を撃つと、上から見たとき銃弾はどのように進むのでしょうか？

静止状態で撃ったときに的に当たるとすると、走行状態で撃ったときには慣性と空気抵抗がはたらき、弾はU字に飛んで当初の的よりも進行方向側にずれて着弾するという予想でよろしいでしょうか？

物理はてんで素人なのですが、どなたかお暇なときにご教示いただければと思います。よろしくお願いします。

回答No.1

kiyocchi50 · ベストアンサー

その考え方で良いと思います。
もし、空気抵抗が無ければ、斜めにまっすぐ進みます。
高速になるほど空気抵抗が大きくなるので、電車の進行方向の速度より、それに垂直な方向の速度の方が抵抗が大きくなるので、U字になると思います。（電車の速度≪弾丸の速度）

お礼

ありがとうございます！
U字というのはたとえ方が悪かったです。
「ノ」こんな感じをイメージしています。
（空気抵抗がない場合は「/」です）
つまり、最初は慣性で横方向に進みますが、だんだん前方向（的の方向）に進む形です。

せっかくご回答いただいたのに理解しきれなかったのですが、もしも弾丸よりも遅いもの、たとえば私が野球のボールを投げた場合には進み方は変わるのでしょうか？

回答No.4

mii-japan

真横に向かって撃った場合も垂直方向に撃ち上げた場合と同様です
ただし垂直に撃ち上げた場合,上方に向かう初速度が横方向の初速度となり,垂直方向は初速度０で重力により落下するだけとなります

要は　車の進行方向への速度,銃弾の初速度,重力加速度のベクトル合成になります（車は水平面を走っている想定で車の方向,重力加速度の方向を単純化しています,銃弾を水平面に対してある角度を持って発射する場合,その角度も加味します）

空気抵抗を考える場合,それぞれの方向の空気抵抗による速度低下を加味します

お礼

ご丁寧に教えていただき、ありがとうございます。
横方向だけでいえば、車と銃弾の初速のベクトルを合成したものが弾の進む方向になるのですね。

回答No.3

mii-japan

車は等速直線運動を維持している条件で

空気の抵抗を無視できれば

車の上から見れば　垂直に上昇し垂直に下降
静止している人から見れば,サインカーブで上昇下降し車上の発射部に戻る

空気抵抗を考えるならば
車の上から見れば　後方に向かって上昇下降,車からの離れ方はだんだん大きくなる
静止している人から見れば,車の進行方向に向かい上昇下降するが車より遅れる,遅れはだんだん大きくなる

だと思います

お礼

ご回答ありがとうございます。

質問させていただいたのは「真横に向かって」射撃するという旨でした。わかりづらくて申し訳ございません。

ただ、上に撃ったときのことも教えていただき、大変ためになりました。

ありがとうございました。

回答No.2

pascal3141

速度はベクトル（大きさ・方向を持った物）なので、進行方向と垂直方向の両方の速度を合成した斜め前方に飛んでいきます。そのため、静止状態で撃ったときに的に当たるとしても、走行状態で撃ったときには進行方向の速度が働き進行方向側にずれて着弾します。なお、車に乗っていない、静止した人から見れば、斜めにまっすぐ飛んで行く様に見えますが、車に乗っている人から見れば曲がって飛んで行くように見えます。

お礼

ありがとうございます！

もしも空気抵抗がない場合ということでしょうか？
静止した人からは斜めに飛んで見えるのは想像できるのですが、車内の人からは垂直にまっすぐ進んで見えるか、グニャっと戻されていくように見えるかわからずにいました。