動くものに関する2つの疑問

質問

１：空気抵抗がないところでは物は等速直線運動をするんですよね？この運動中の物をさらに加速したら速さも増しますよね？
そこで宇宙でもし邪魔なものがなにもないまっすぐな空間があるところで、宇宙船を加速し続けたらそのうち光の速さも超えられるのでしょうか？

２：もうひとつの疑問は電車の中で飛んでいる虫についてです。電車や乗り物の車内の床などに接していれば一緒に動くのは納得できるのですが、飛んでいる虫はなぜ一緒についてこれるのでしょうか？

以上お願いしますm(_ _)m

回答No.9

sesekatsu

maxmixmaxさんの言う通り、空気も慣性で移動します。
電車が出発する時を考えてください。
最初、電車、空気、ムシも停止（虫は飛んでいるでしょうが、一点に止まっていると考えてください）しています。
電車に対して加速度が与えられ、電車は速度を持ちます。
この時、空気が無ければ、虫は、停止していた場所に留まります（これが慣性の法則）。
しかし、車内には空気があり、Scullさんの言う通り、空気が慣性で同じ所に留まろうとして、窓を閉め切った状態でも風が発生します。
しかし、密閉された車内だと慣性より気圧の方が優勢（ミクロで考えると、壁に衝突した空気の分子が加速度を得て、それが空気全体に伝播する）ですから壁に空気が押される形で空気にも加速度が与えられ、電車と空気はほぼ同様に移動します。
ですので、虫は、空気に対する抵抗で浮遊しているので、空気抵抗により空気と一緒に流されていると言うのが正しいのではないでしょうか？
虫が電車と一緒に動くと言う事は、発車したり、停車したり曲がったりする加速度を虫に伝える必要があるのです。人の場合、発車の時は身体が後ろに、停車の時は身体が前に、曲がる時は外側にもって行かれるのは慣性のタメです。ですから足を踏ん張りますが、これは電車の加速度を受け取っているのです。
慣性力は、電車の加速度に係らず、虫が我が道を行く力です。電車と一緒に動くと言う事は、慣性（電車が等速度運動の場合は、慣性力ですね）と、加速度を伝える空気抵抗の二つの力が必要だと思います。
空気抵抗がない場合（虫は別な方法で浮遊しないといけませんが）、虫は電車と行動を共にしません。これが慣性の法則です。
電車が等速度運動をしている場合は慣性ですが、加速度が掛かる場合は、それを伝える空気の力が必要です。これは慣性ではなく、逆に慣性に対して加速度を与える事になるのです。

回答No.8

maxmixmax

空気も慣性の法則にしたがって車内でとどまっているのでは。

回答No.7

ht1914

２についてです。

虫はどうして空中に浮いていることが出来るのでしょうか。羽を動かして空気を叩いて浮いています。空気がなければ飛ぶことが出来ません。
絶えず空気と一緒に動いています。投げたボールが一時的に空中に浮いているのとは違います。

回答No.6

sesekatsu

２に関しては、maxmixmaxさんの言うように慣性の法則も働いていますが、車内の空気と一緒に動いている力の方が遥かに大きいでしょう。
慣性の法則であれば、電車が曲がった時に、虫は、それを無視（えへへ）して真直ぐ進んで行くことになります。
真空中で考えれば判ると思いますが・・・

回答No.5

Scull

1.越えられません。粒子加速器を使った実験では「電子一個」でさえ、光速を越えさせる事はかないませんでした。

2.電車の壁によって空気が押され、その空気によって虫が押されるからです。よく観察していると、電車の加速時に「空気が置いて行かれそう」になることが風、つまり空気の動きによって解ります。

科学はすべからく「実験と観測」です。どんなに調和の取れた理論であろうとも、実験結果と矛盾していたらそれは「ただの屁理屈」でしかありません。

回答No.4

maxmixmax

２に関しては慣性の法則かと思いますが…。
乗り物のなかで飛び跳ねても後ろに下がっていかないのと同じことです。

回答No.3

sesekatsu

storm50さん、sirowan777さんの通りです。
１：ローレンツ変換と言う式があるのですが、相対的な速度が速くなるとその質量が増加してゆき、光速度になると無限大の質量になってしまうんですね。
こうした法則はアインシュタインの相対性理論で明確になっています。
２：空気に対して虫は飛んでいます。窓を閉めた電車では、室内の空気は電車と同じスピードで動いているのです。
電車の窓を開けて、または、トロッコ電車のようにオープンカーであれば、御指摘の通り、車内の床などに接して（しかもしっかりと掴まっていないと・・）いなければ、一緒に移動はできませんね。

回答No.2

sirowan777

２　虫の飛んでいる空気も電車が運んでいます。

回答No.1

noname#69788

1 速度が光速に近いくらい大きくなると質量が大きくなって加速できなくなります。
2 虫も等速直線運動をしているのです。