エレベーターの中でラジコンヘリを静止飛行させたとして・・・

質問

変な質問で申し訳ありません。
仮に建物のエレベーターの中でラジコンのヘリコプター等を静止飛行させた状態にして、エレベーターが上下に移動した場合、ラジコンのヘリはエレベーターと共に上下に移動するのでしょうか？それともエレベーターの床や天井に激突してしまうのでしょうか？実際はエレベーターの扉が閉まると電波が途切れてラジコンヘリのコントロールなど出来なくなってしまうのでしょうが、ここではあくまでそういう状況は無視して問題なくコントロールが可能であるとします。冒頭でも書きました通り本当に変な質問で申し訳ありませんが教えてください・・・。

回答No.6

ces · ベストアンサー

簡単に説明します。流体力学は無視しています。
ヘリコプターにかかる力を考えるため、加速度を考えます。
(1)エレベーターが上昇し始める時はＧ+α
αは下向きの加速度です
(2)エレベーターが一定の速度になった時はＧのみ
(このＧに釣り合うため、ヘリコプターはプロペラを回し上向きの力で静止しています)
(3)エレベーターが止まり始める時はＧ-β
βは上向きの加速度です
つまり、
(1)の時は下向きにかかる力が大きくなるためヘリコプターはエレベーターに対し下に移動します。
(2)の時はヘリコプターはエレベーターに対し静止します。
(3)の時は上向きにかかる力が大きくなるためヘリコプターはエレベーターに対し上に移動します。
エレベーターが下降するときも同様に考えてみて下さい。

αやβが大きいと(急激に上昇したり止まったりする高速エレベーター)床や天井に激突するかも…逆に病院のエレベーターのようにやさしい(?)エレベーターだと少し下に下がって静止し、また元の位置まで上がって静止するはずです。

尚、ヘリコプターの重さは関係ありません。また、一定の力でプロペラが回っていると仮定しています。

こんなんで良かったですか(^-^)

お礼

ｃｅｓさん、わかりやすい詳細なご回答ありがとうございます。
私のふと思ったくだらない疑問にご丁寧に説明いただきまして本当に感謝しております。

回答No.8

noname#30727

エレベータの中でヘリコプタの重量を測ってみればわかりやすいです。
エレベータが移動すると重量が変化するので、ホバリングに必要な力も変化し、ヘリコプタも上下します。
また、一般的なエレベータは密封されていないので、わずかですが、上にいくほど気圧が下がり、下に行くほど気圧が上がります。気圧が下がると同じ力でホバリングできなくなります。

お礼

ｉｎｔｈｅｆｌｏｉさん、ご回答ありがとうございます。
日常のたわいない疑問に対して回答が見出せる知識をお持ちでうらやましい限りです。また機会がありましたらこうした疑問の回答お願い致します！

回答No.7

plussun

空気とヘリコプターは質量が違うので、エレベーターの移動が始まるとき、
床や天井に近づくか接触すると思います。

例えば遠心分離器で常に液体にＧをかけた状態にすると、液は質量の違いで分離
しますよね。
それと同じで質量の違いでエレベーターと同じようにヘリコプターは移動しないと
思います。

お礼

ｐｌｕｓｓｕｎさん、ご回答ありがとうございます。

回答No.5

mutimuti

非常に面白い質問だと思います。また＃2の方のおっしゃるクイズもみたことあります。基本的には＃1の方の言うとおりだとおもいます。ご質問のかたはこう言う基本的な考え方をのぞまれてるのでしょうか。それともエレベータが動き出した瞬間のヘリの初期動作がどの程度あるのかと言うことでしょうか。スピードのすごく速いエレベータだと初期動作でへりは床に激突する可能性もあると思います。また、ゆっくりなエレベーターの場合でも扉全開状態で動いた場合はどうなるのかふと疑問に思いました。

お礼

ｍｕｔｉｍｕｔｉさん、ご回答ありがとうございます。
私としてはこうした状況での物理的な基本的な考え方を教えていただきたいと
思いました。ｍｕｔｉｍｕｔｉさんがおっしゃる状況、確かに疑問に思いますよね！

回答No.4

densha

慣性の法則です。
走行中のバスや電車でアナタがジャンプした時と
同じ結果です。

お礼

ｄｅｎｓｈａさん、ご回答ありがとうございます。

回答No.3

noname#148473

エレベーターが上昇する場合について考察します。

１．エレベーターが上昇すると、エレベーター内の空気はエレベーターと同じ速度で上昇します。

２．それに対し、エレベーター内にホバリング（空中静止）しているＲＣヘリは、エレベーターが動き出してもその位置に留まろうとします（＝慣性の法則）

３．「２」のＲＣヘリは、「１」の上昇する空気から上向きの力を受けます。しかし、その力は元の位置に留まろうとするＲＣヘリの力より小さいので、ＲＣヘリは徐々にエレベーターの床に近づき、最終的に床に接触します。

同様に、エレベーターが下降した場合は、ＲＣヘリは天井に接触することになります。

したがって、ＲＣヘリが動き出したエレベーターの中でも静止しているように見えるのは、ＲＣヘリの操縦者がエレベーターと同じ速度でＲＣヘリを巧みに上下させているためです。

ただし、セロファンとバルサで作った模型飛行機のように非常に軽いものであれば、「１」の上昇する空気から受ける上向きの力が、模型飛行機自身のその場に留まろうとする力より大きくなるでしょうから、床に接触するまでにかかる時間は非常に長くなる（あるいは床に接触しない）と思われます。

お礼

ｆｕｊｉ２００２さん、詳細なご回答ありがとうございます。

回答No.2

polly-610

私も考えたことがあります。
動いてる電車の中でジャンプしてみてはどうでしょう？

お礼

ｐｏｌｌｙ－６１０さん、ご回答ありがとうございます。

回答No.1

noname#5549

おはようございます。
人間と同じくGがかかって高度を下げる（上げる）でしょうが、
基本的には動きを同じくするはずです。
だって「空気」を利用して飛ぶわけですから。

お礼

ｈｕｍｏｕｒさん、ご回答ありがとうございます。