放物運動について

質問

放物運動において、力を分解して考えるときに「x軸方向には力がはたかない」「x軸方向は等速運動」と教わりましたが、私の想像力がない為か、まったくイメージがつきません。
丸暗記は何が何でも絶対にいやなので、どうしたらイメージできるか教えてください。よろしくお願いします。

回答No.3

tetuzan · ベストアンサー

＞分からないことには妥協しないという悪い癖がついてしまったため、まだ納得できないところがあります。

その意気は素敵です(笑
先ず力の定義から。
#1の方が書いた通り、力Fは質量mの物体に加速度aを与えるものです。
従って等速運動をしてる物体は速度の変化が無く加速度a=0であり、その物体に働いている力もF=0という事です。
ここは「そういうものだ」と納得して下さい。
y
│　　　Fo
│　／
│／θ
─────x
次に水平面xから仰角θに向かって、力Foでボールを投げたとします。
投げる瞬間にボールにはx方向にFo cosθ、y方向にFo sinθの力が働き初速度が与えられますが、ボールに投げる力が働くのは「その瞬間だけ」です。
つまり氷の上で石を押す瞬間には石に力が作用しますが、後はその力によって与えられた初速度だけで「つー」っと滑って行くのと同じ状態です。
以下y方向には重力-mgが働きますのでx,y方向に進む距離は、
x=Uo×t
y=Vo×t-1/2×gt^2
となります。
(t:投げた瞬間からの時間、Uo:x方向の初速度、Vo:y方向の初速度)

回答No.4

FMnew7

質問者さんは力と速度を混同されていると思います。
No.1さんの補足で説明されているのは力のベクトルではなく、速度のベクトルだと思います。

力は常に下向きで一定です。つまりY軸方向のみでX軸方向は0です。
力のベクトルは下向きの矢印になり時間によって変化しません。

ところが、速度の方はX軸方向は一定でY軸方向の大きさが変化していくのです。
速度のベクトルは時間によって大きさも方向も変化していきます。

回答No.2

orangeapple55

補足を読みました。

その通りだと思います。
力がその図の様になっていればＡ，Ｂは力を持ってます。

ただ放物運動の場合、ボールに働く力はy軸方向の成分しかありませんので、
y軸方向とx軸方向に成分を分けることはできません。
((Fy,Fx)=(mg,0)という言い方はできますが。)

わかりにくかったらごめんなさい。

回答No.1

orangeapple55

こんにちは。

例えばボールを投げたとして、
そのボールに働く引力は地球の中心に向かっています。
つまり「下(ｙ軸)の方向にだけ」引っ張られて、横(ｘ軸)の方向には引っ張られません。

また、ニュートンの運動方程式というのがありまして、
それによると
ma=F　　　　　　(m:質量　a:加速度　F:力)
という式が成り立ちます。
力が働かなかったら加速しない、つまり速度が変わらないんです。(等速運動)

こんな感じでどうですか？

補足

ありがとうございました。でも、僕はバカなのと、分からないことには妥協しないという悪い癖がついてしまったため、まだ納得できないところがあります。たとえば
B
↑　　　／
│　 ／
│／
──────→A

非常にわかりにくい図ですが、斜めの力を上のように分解したとします。斜めの線は力があるので、それが分解されたということは、それぞれA,Bは力を持っているはずではないかと思います。有向線分のベクトルで力が表されている限りは。