物理が好きな方助けてください

質問

この問題の解き方を教えてほしいです。

鉛直方向に降っている雨が，5.0m/sで走っている電車の中にいる人には，鉛直方向と45°の角度をなす向きに降っているように見えた。このときの地面に対する雨滴の落下速度を求めよ。

回答No.2

KIMUTAKU83 · ベストアンサー

単純に勉学上として、複雑な要因なき事項として回答します。
雨滴の落下速度：5.0m/s　です。

考え>>
電車に乗っている人は、電車と同じ速度方角で移動していますので、人は水平方向に5.0m/sの移動速度になります（垂直方向には0m/s）。雨滴自体は垂直に落ち、水平方向には0m/sになります。この２要因の合成(ベクトル)が電車の中の人が45度の角度で雨滴が落下して見えているのです。45度なので、水平速度と垂直速度の比率が1対1になる為、電車の速度5.0m/s(水平速度)なら、雨滴の落下速度(垂直速度)は　(1分の1を掛けた)5.0m/sになります。

回答No.6

debukuro

電車の速さ：Ve
電車から見た雨の地面との落下角度：θ
とすると地面に対する落下速度：Vrは
Vr=Vetanθ
後は計算してくれ

回答No.5

noname#77472

４５度になっている事から、「すぐに」釣り合っていると考えて下さい。

5.0m/sで走っています。
４５度と言う事は、Y軸も5.0m/sです。

４５度の成分は、見かけの移動量です。

√５＾２＋５＾２＝５X√２
は自分で確認すべきです。
また、１S後の雨の位置も計算して出しましょう。

雨は垂直に落ちます。
台風でもなければ斜めには落ちません。

回答No.4

ozunu

地面に対する落下速度は、斜辺の長さだっぺ。

回答No.3

igonna

ベクトル図を描けばいいですよ。
電車が全く水平方向に走っているとすると、
電車の進行方向に向かう横の速さ5.0m/sのベクトル。
実際は鉛直方向に振っている雨は進行方向に対して45度斜め後ろに向かって振っているように見えたわけだから、
電車の水平のベクトルに対して45度の傾きを持つベクトルを描く。
実際の雨は鉛直方向に降っているわけだから、電車のベクトルに対して垂直になるように縦のベクトルを書く。
そうすると、斜辺の角が45度の角になる直角三角形ができませんか？
その直角三角形とは…二等辺三角形…
つまり、雨の落下速度と電車のスピードは同じ

回答No.1

noname#74145

観測者が左に進めば雨は右斜め下に進むように見えます。

この雨の軌跡を観測者a点から斜め右下45度に線を引きます。
次にa点から5.0m/sの線を左に水平に引きます。
この二編を元に平行四辺形を書くと垂直方向の長さが計算できますがこれが雨の降る早さです。

ベクトル合成の問題ですね。