斜め上に投げ上げる放物体の運動に関連して

質問

下向きの加速度aで降りているエレベーターの中で、ある物体を初速度Ｖで斜め上に投げた場合、放物体の公式に従って、加速度g－aで、エレベーターに対してｈだけ変位すると思います。そこで・・・ちなみにエレベーターの外で見ている人と言いますか、外の建物に対しては、どういう変位をするのでしょう？単純に放物体の公式に、加速度aを適用すればいいのでしょうか？

回答No.3

noname#40706 · ベストアンサー

加速度運動しているエレベーターであっても、いったんそこから放たれた物体にはｇしかはたらきません。

物体には接触している物からしか力ははたらきません。（ただし　重力　　万有引力　電気　磁石　の力　それに核力　は離れていてもはたらきますが）

ですから、エレベーター　のことは　忘れていいです。

ついでに、　加速しているということばに惑わされる必要はありません。手を放れたときの「速度ｖ０」だけが、物体の初速に関係します。（Ａ１さんの御指摘のとおりです）

お礼

確認させてください。簡単にするため、ある物体の自由落下を考えます。今回のケースの場合（下向きの加速度aで降りているエレベーター）、まず、エレベーター内で観測する場合、下向きを正として、公式ｙ＝１／２αｔ＾2のαに、α＝ｇ－a　を代入すれば変位ｙを求めることができる。

エレベーターの外で観測している場合、ある物体を静かに落とした場合（自由落下させた場合）、落とした時刻での物体の初速度をＶ0とすれば、α＝ｇとなって、下向きを正として、ｙ＝ｖ0ｔ＋1／２ｇｔ＾2で変位を求める事ができる。いわば鉛直投げ下げ運動になる。

ついでに

今回のケースで、エレベーターが上向きの加速度aで昇っている場合を考えると、上と同じく、エレベーター内で静かに物体を落とす（自由落下）と、エレベーター内の観測では、上で述べたαが、α＝ｇ＋a
となるだけ。
エレベーターの外で観測すれば、同じく落とした地点の初速度をＶ0としたら、変位は、上向きを正として、ｙ＝ｖ0ｔ－１／２ｇｔ＾2になる。ちなみに変位ｙは、落とした地点より下に行く場合マイナスになる。（実際のエレベーター内では考えられないと思いますが、あくまでも思考実験という事で）
これも言ってみれば鉛直投げ上げ運動に相当する。

この考え方でよろしいですか？

回答No.5

noname#40706

追記

ただ、下向きに加速中　という場合でも「上向きに」上昇のことはあります。

また、上向きの加速度が生じている場合でも「下向きに」下降中のこともあります。
イメージしにくいかも知れませんが、たとえば、エレベーターが下向きに降りながらスピードダウンしているとき（１階に近づいてスピードを落としたときなどです）
は、

速度下向き、加速度上向きです

ですから、上向きの加速度→即　投げ上げ

下向きの加速度→即　投げ下げ　

ではありませんよ。引っかけ問題みたいで申し訳ないですが、そういうケースはあります。

加速度の向きに関係なく、そのときの　「速度」の向きが、初速度ｖ０です。

お礼

はいわかりました

回答No.4

noname#40706

Ａ３　です

おっしゃるとおり、大正解です。

回答No.2

ht1914

エレベータの中で物体を投げます。投げた後の物体に働く力は重力だけです。エレベータが加速度運動をしているかどうかは関係がありません。関係してくるのは投げたときのエレベータの速度です。
エレベータの中の人が見る場合であれば加速度ａが関係してきます。見る人が加速度運動をしているわけですから。

回答No.1

N64

エレベータの外から見る場合は、加速度は重力加速度ｇ
ですが、初速は、y方向の速度から、発射時のエレベータ
の速度を引く必要がありますよね。