全くの物理初心者です。

質問

３次元の等速直線運動と等過速度運動についてのレーポートを書かなければなりません。
２次元は授業中にやったのですが、式を見ながら何とか理解できる程度で、それをどう応用したらいいか全くわかりません。
ヒントを教えてください。
また、わかりやすく説明しているサイトなども教えてください。

回答No.2

dumvo-h · ベストアンサー

若干の物理経験者です。
困難は分割せよ、方向ごとに分けて考えればよいのではないでしょうか。

例えばＡさんが、西に向かって、ボールを斜め上に投げるとします。
これを真上から見ると、東から西へ、等速直線運動でボールが移動している
ように見えます。
（実際は空気抵抗があるので等速ではありませんが。）

次に、真西にいるＢさんが、Ａさんがボールを先述のように投げているところを
見ているとします。
ＢさんにはＡさんが鉛直投げをしているように見えます。
（実際はボールが大きくなって、Ｂさんのところに届くのかもしれませんが。）

この方向には等速直線運動で動く、この方向には鉛直投げ上げ運動で動く、など、
方向ごとに分割して考えるのがよいかと思います。

例えばＡさんが東から西へボールを投げるとき、北から南へ風が一様に
吹いていたとするならば、
そのボールは北から南へ等加速度直線運動をするはずです。

それともすべての方向に対して、運動を１つの式に納めることができるのでしょうか。
その方法は残念ながら知りませんが……。
レポートが無事に仕上がることを祈っています。力不足で申し訳ない。
参考になれば幸いです。＾＾

お礼

ありがとうございました。
一つの式にはならないということですが、２次元の時は一つでした。
３次元の場合は２つの式になるんでしょうか…？
他の方の回答も見ましたがあまりわからなかったので、２次元の式を文字を変えて二つ書いてみます。

回答No.6

angrox

斜め下にボールを投げても重力は無視できないです。物理で最初に扱う問題は物体を質点(大きさが無視できる重さだけの点)として話を進めるのであまり神経質にならなくても大丈夫だと思います。3次元空間で如何しても重力が無視できないのは、必ずどこかが重力の影響を受けるからです。平面内なら重力は考えなくても大丈夫です。でも物体に上下するような動きが加わるときは重力(重力加速度)が上下する動きの速度に影響します。だから斜め下にボールを投げても下向きの速度が時間とともに大きくなっていきます。もちろん重力の影響です。

回答No.5

PAM123

授業でやった２次元というのがどういうものか分りませんが以下のような
ものと推測します。
質点の位置ベクトルをr=(x y)として
力をF=(Fx Fy)として
d^2r/dt^2 = F
を各成分ごとに解く。
ここでFx Fyが時間によらない定数なら等加速度直線運動。
さらに、F=(0 0)なら等速直線運動。
つまり
d^2x/dt^2 = Fx
d^2y/dt^2 = Fx
をFx Fyを定数として解くと
等加速度直線運動の解が得られ、さらに
Fx=Fy=0とすると等速直線運動の解になる。

３次元の場合は上記で
r=(x y z) F=(Fx Fy Fz)とおいて
各成分につぃて解けばよい。
Fの成分が定数なら等加速度直線運動。
F=(0 0 0)なら等速直線。

お礼

ありがとうございます。
各成分について解くということは３つ式が出来るということでしょうか？

回答No.4

noname#58790

殺人的初心者です。＾＾
http://la.b-ed.smz.u-tokai.ac.jp/center/kiso/physics/vectorintro/vector/vector3.htm

３次元はベクトルがまるでちがーよ。
それと、慣性系で始めると思うから、

どう言う要求をしているのか？
どの程度まで進めるのか？
これが問題。

これが３じげんだぅ。＾＾
あたしは
もー暗算では重力での落下位置はベクトルで解析不能。＾＾；

お礼

自殺的初心者です。^^
回答ありがとうございました。
参考ＵＲＬ見ましたが、やはり見たいことは書いてなかったです。
わからないなりに頑張ってレポート書いてみます。

回答No.3

angrox

No.1さんの補足程度に、xyz軸をとって、z軸を縦にとるとします。
この座標空間の中でボールを角度を付けて投げたときのことをレポートに書けばいいと思います。(当然抵抗とかその他諸々を無視して一番考えやすい条件の中で)そのボールのx成分、y成分、z成分について書けばz成分だけが重力の影響を受けます。こういう意味で3次元では(全部を合わせると)等速運動はしないといえると思います。
ローレンツ力関係でも3次元空間に等速と等加速度が混ざった話が出来ますが、ボールの投げ上げが一番扱いやすいです。

お礼

回答ありがとうございました。
やはり重力は必要なのでしょうか？
質点というものがあるようですが、それが３次元上を動くらしいです。
斜め下に向かってボールなどを投げれば重力の影響を受けずにすむとも考えたのですがどうでしょう？

回答No.1

noname#69788

ヒント　重力
3次元では等速直線運動はないとおもいますが。

お礼

ありがとうございました。
頑張ってレポート書いてみます。

補足

えっ？
重力ですか。
二次元を授業でやったときは重力の話なんかしてなかったので、どう式に入れていけばよいのでしょう？
なぜ３次元には等速直線運動がないのですか？
質問ばかりですみません。