以前からの疑問を氷解してください。暇なときで結構です。

質問

以前からの疑問×４です。
どなたかわかりやすく教えてください。

(1)
慣性の法則についての疑問です。
昔、車に乗っていたとき、時速１０ｋｍくらいで
徐行中、窓から虫が入ってきました。
その後加速したのですが、一度も止まらずに飛び続けていた虫は
後ろの窓にぶつかることなく車の中を飛び続けました。
車とともに加速した私たちは慣性の法則で、たとえジャンプしても
後ろには行かないのは理解できますが、空中を飛び続けていた
虫はいつ車の加速を得たのでしょう？
とても不思議です。

(2)
光の速さより速いスピードはないと教わりましたが、
例えば、引力のない宇宙空間でものすごく長い棒があると
しますよね。
で、その根元を少し動かしたとして、その棒の先っぽは
計算では光が１秒で進む距離を越す距離を移動するくらい
長い棒だった場合、棒の先っぽのスピードは光の速さを
超えてるのではないんですか？

(3)
鳥かごの中に鳥がいるとします。
鳥が止まっているときの重量は
鳥かご＋鳥ですよね。
鳥が羽ばたいて飛んでる状態の時は重量は
鳥かごだけだと思うんですけど、鳥が飛んでいても
鳥かご＋鳥だと教えられました。
これってあってるんですか？？
だとしたら鳥かごの天井が空いていて
鳥が垂直にものすごく高く飛んだ場合、
ずっと重量はかかるのですか？？

(4)
時速３５０ｋｍで走る新幹線に乗った横浜のクルーンが
進行方向逆向きに向かって時速１６０ｋｍの球を投げた場合、
線路脇で見ている人には１９０ｋｍで進行方向に進む
剛速球に見えるんですか？
ピンときません。

回答No.4

ojisan7 · ベストアンサー

簡単に答えさせて下さい。
（１）虫が車の中に入ったとき、車の中の空気は車と同じ速さで動いていますので、虫は車の中の空気によって流されます。・・・つまり、車の中の空気と同じように車と同じ速さで動いているということです。

（２）光の速さ以上で信号を伝達することは不可能です。したがって、どんな堅い棒をつかっても、瞬時に信号を棒の先まで伝えることは不可能です。棒は湾曲し、その湾曲
が伝わる速さは光速度以下です。

（３）重量は、鳥かご＋鳥になりますが、この場合の鳥の重量は、鳥が羽ばたくことによって生み出される、下向きの空気を押す力です。この空気の圧力が重量計にかかります。鳥が、垂直にものすごく高く飛んだ場合には、その圧力は鳥かごの側面（自由に空気は出入りできる）に分散するでしょう。極端な状態では、鳥かごだけの重量になるでしょう。

（４）そうなるでしょう。

回答No.1

silverbear

（１）
空気が車と一緒に加速したから　じゃないかと思います。
車が加速した時に風を感じませんよね？空気が置いていかれてない証拠では？空気の中にいる虫も空気と一緒に押されてると思います。
ペットボトルの中の水と似てると思います。

(2)
仮にそのような装置があったとしても、光速に近くなればなるほどエネルギーが必要になります。
棒の先端が光速になるほどのエネルギーを”てこの原理”で生み出すことはできますかね？
また、仮にそのようなエネルギーがあったとしても棒がそのエネルギーに耐えられますかね？
この２つをクリアできれば光速を超えることが可能かもしれませんね。（果てしなく不可能に近い仮説ですね）

(3)
鳥が飛ぶのは空気を下に押しているからです。なので飛んでも変わりません。
鳥が垂直にものすごく高く飛んだ場合でも変わりませんが、地表に届く間に空気が分散され、広い面積で鳥を支えてることになります。なので、測定するのは非常に困難だと思います。
水の中の物を想像するともっと楽ですよ。
ビーカーの中に石と浮きを入れる。石が沈んでいる時と浮きに結んだ時とで重さは変わらない。これなら実験も簡単ですし。

(4)
道路わきの人の隣を実際問題１９０ｋｍで飛んでいきますが、道路わきの人が見てもやはりボールはキャッチャーのミットの中に納まります。
それを人間が見てもぴんと来ないのは普通だと思います。
電車（又は車でも可）で車を追い抜いたことはありますよね？でも車が下がっているとは思いませんよね？
でもあなたから見ると確かに車は反対方向に進んでいるはずなんです。が、感覚的にはどっちも進んでいてという感じじゃないですか？
それはあなたの基準が大地であるからです。その見方をしているうちはいつまでたってもぴんとこないと思います。
地面が見えない状態では結構簡単に感じることができます。
隣の電車が進んだのに自分の電車が動いていると感じるのがそれです。

お礼

早速のご回答ありがとうございます。
う～ん、なるほど。
とてもわかりやすい説明で納得できました。

長い棒の話は重力も空気抵抗もない空間では
長さ関係なく動かせると思っていたのですが
そうではないんですね。
もし棒の素材がしならない折れないような
（自在にはないでしょうが）素材なら
光の速度を超えることは可能ということでしょうか？