質問です。

質問

200ｇの箱の中に50ｇの鳥を入れたら250ｇですよね。その鳥が飛んでも250ｇは変わらないと聞いたんですがどうしてでしょうか？
箱は密封されています。

回答No.5

moby_dick · ベストアンサー

箱をはかりの上に置いてあるとします。

簡単に言いますと、鳥は50ｇの力で空気を下向きに押します。
空気は押されて、箱（の底）を50ｇの力で押し、
箱は押されて、押された50ｇの力と自分の重さ200ｇではかりを押します。

難しく見えるのは箱の中の空気で、実際細かいことは、羽ばたきが空気を動かしたり、空気の圧力を増したりして、それが箱の底面などに働く訳です。

そう考えると難しいですが、空気の全体の動きで考えればいいです。
空気の全体の動きは重心の動きで代表されます。
そうすると、空気の全体の動き（重心の動き）は止まっている訳です。
止まっているものに働く力の合力は０です。

つまり、
空気の細かい動きは考えないで、空気の全体に、(1)鳥の重さの力が上から、(2)箱からの（空気が箱を押したために）反発の力が下から掛かり、(1)と(2)の力の大きさが同じで、空気の全体は止まっていると言うことです。

空気が箱を押した力と、箱からの反発の力は、作用反作用の法則で等しいですから、
空気が箱を押した力＝(2)箱からの反発の力＝(1)鳥の重さの力＝50ｇの力

結局、箱は押されて、押された50ｇの力と自分の重さ200ｇではかりを押すわけです。

つまり、この問題は、はかりの上の箱に、空気入りのクッションを置き、その空気入りのクッションの上に、鳥を置いたのと力関係は同じです。

勿論、箱から空気が漏れると鳥の重さの力が外へ漏れる感じで違って（荷重は少なく）きます。

回答No.6

moby_dick

細かいことを言ったのですが、分かり易いように、
まとめを補足します。

箱の中で飛んでいない時は、鳥の重さは箱の底などに直接に掛かります。
飛んでいる場合は、いわば、鳥は空気の上に乗る訳で、その荷重は空気を仲介して箱に掛かると言うことです。

回答No.4

noname#60878

おそらく、暗黙の了解として、箱の中には空気が入っていて、空気の重さは無視できると考えられると思います。
鳥が飛んでいない時は、鳥の重さは箱が受けています。空気の重さも箱にかかっています。鳥が飛んでいる時には、鳥の重さは空気が支えていて、その空気の重さと鳥が空気を押す力が箱にかかっている。

これをアナロジーで説明してみます。
重さ250kgの箱に体重50kgの人間が入っています。箱の中には重さが無視できる程度の梯子があります。
人間が箱の底に立った状態では、全体の重さは250kg。
人間が梯子に登ると、人間の重さは箱に底には加わりませんが、その分だけ梯子が床を押しますから・・・・

なお、質問は「重さ」という事ですが、重さを加速度的にも考えると、鳥が上下方向に動く場合は、外から観測される重さは変動しますね。鳥が上昇すれば、重さは増加し、下降すれば重さは減少します。鳥の飛び方(翼を上下する)も考慮すると、重さは振動することになります。

回答No.3

fjnobu

水槽の中に金魚を入れて、水槽全体を図ったとき、金魚が泳いでいても、底に沈んでいても水槽全体の重さは変わりませんね。
同じです。

回答No.2

noname#13382

箱全体の重量が変化しないのは、鳥の重さを箱の中の空気が支えているからです。

鳥が飛ぶときは鳥の体重分の揚力を羽ばたきによって発生させることになります。そのときに箱の中の空気に下向きの力が生じるので(作用・反作用の法則)、その力が観測されて箱全体の重さは変わりません。

回答No.1

BLUEPIXY

密封されている箱が２５０ｇで、
その中の物体の位置が変わったことで箱の重さが変わったら逆にビックリしませんか