慣性の法則、作用反作用の法則

質問

走っている電車の中でとまっているボールがあります。
働く力とはどんなものがありますか？

で、重力とそれに対抗する抗力だど思っているのですが、
進行方向に働く力とそれに対抗する力も働いているのでしょうか。
つまり、ボールの上下ではなく、４方向から力は働いているのでしょうか？お答えお願いします。

回答No.4

noname#74145

レールを直線と考えた場合等速直線運動ならば重力とその抗力のみです。地上に置いて有るのと同じで他に何の力も加わりません。

実際は上下左右に揺れますからその方向の加速度とボールの慣性が関係します。

回答No.3

tono-todo

どういう座標系にて考えるかで異なります。

地球座標で考えると、重力と床から受ける垂直効力。
ボールが加速度運動をしているなら、床からの摩擦力。

電車の座標系で考えるとき、
電車が等速度運動しているなら、地球座標とおなじですが、加速度運動しているなら、加速度と反対方向の、力と床からの摩擦力があります。

回答No.2

ha0630sde

結論は、進行方向、それに対抗する力は働いていないです。

ただし、この電車が等速直線運動をしていて、

それに乗っているのでボールも等速直線運動を

していると仮定した場合ですが。

回答No.1

sanori

こんにちは。

＞＞＞走っている電車の中でとまっているボールがあります。

電車内の空中ではなく、床の上で止まっているということですよね？

＞＞＞
で、重力とそれに対抗する抗力だど思っているのですが、

そうです。
重力と、床の垂直抗力とがつりあっています。

＞＞＞
進行方向に働く力とそれに対抗する力も働いているのでしょうか。
つまり、ボールの上下ではなく、４方向から力は働いているのでしょうか？

４方向（二次元）だけではなく、６方向（三次元）で考えなくてはいけません。
ａ．上下、
ｂ．進行方向に向かって左右、
ｃ・進行方向に向かって前と後ろ

ａについては、上述のとおり。
ｂについては、線路がカーブしているとか、線路に左右の傾きがあるなどの場合、ゼロでなくなります。
ｃについては、電車が加速したり減速したり、あるいは、線路が上り坂・下り坂になっているなどの場合、ゼロではなくなります。

なお、
ボールの場合だと起こりにくいことですが、
前後左右に多少の力が加わっても、ある程度までであれば、床との静止摩擦力によって止まっている（つりあう）場合もあります。

お礼

分かり易い解説ありがとうございました。