エレベーター内で

質問

動いてる電車の中でジャンプしても元の位置に落ちますか？のような質問ですが、止まっているエレベーターの中でラジコンヘリをホバーリングさせていたとします、動き出しても床に激突したり天井に激突したりしませんのは空間ごと移動するので理解できます、扉が開いたまま移動した場合は外との仕切りがなくなりその場合どうなるのでしょうか？
仮に一緒に移動する場合、扉の外と中との中間でホバーリングしてた場合どうなるのでしょうか？大きく外だとエレベーターだけが動きヘリコプターは外のホールで移動しないと思います、大きく中に入っているとエレベーターと一緒に動いて行ってしまうと思います、ヘリコプターが外と中の中心より半分以上外側に出ていたら天井や床に激突してしまうのでしょうか？（エレベーターが動く時の風の抵抗を受けない、扉が開いたままでエレベータが動く条件）

回答No.3

sanori · ベストアンサー

こんばんは。

＞＞＞動き出しても床に激突したり天井に激突したりしませんのは空間ごと移動するので理解できます、

いえ。
動き出すときの加速（速度ではなく加速度です）がゆっくりでないと、激突しますよ。

＞＞＞扉が開いたまま移動した場合は外との仕切りがなくなりその場合どうなるのでしょうか？

扉が開くことによって生じる効果は、風です。
基本的には慣性の議論になるのですが、ヘリの慣性に関しては、扉が開こうと閉まろうと、一切関係がありません。
しかし、ヘリはプロペラで空気の力を受けることにより、落ちずに飛んでいるのですから、空気の乱れ、すなわち風があれば、ヘリの飛び方も不安定になります。

＞＞＞
仮に一緒に移動する場合、扉の外と中との中間でホバーリングしてた場合どうなるのでしょうか？大きく外だとエレベーターだけが動きヘリコプターは外のホールで移動しないと思います、大きく中に入っているとエレベーターと一緒に動いて行ってしまうと思います、ヘリコプターが外と中の中心より半分以上外側に出ていたら天井や床に激突してしまうのでしょうか？（エレベーターが動く時の風の抵抗を受けない、扉が開いたままでエレベータが動く条件）

外に近いかどうかについても、やはり、ヘリが受ける風（空気）の話になります。
大まかに言って、
エレベータの中にある空気の速さはエレベータの速さと同じ（相対速度がゼロ）であり、
エレベータの外にある空気はエレベータの外の静止系に対して相対速度ゼロであるということです。
ヘリは、ヘリがある場所の空気に対してホバリングします。

というわけで、
ヘリのホバリングというのは、あくまでも、ヘリがいる場所の空気に対してのホバリングである、ということころがポイントです。

なお、
５年前と１年前に、ちょっと似た質問に回答したことがありますので、ご参考にどうぞ。

http://oshiete1.goo.ne.jp/qa886904.html

http://oshiete1.goo.ne.jp/qa3900110.html

補足

回答ありがとうございます、なるほど加速度が重要なのですね、もやもやしたたのがなくなりました。確かに急発進や急停止だと持ってかれたり残されたりしますものね、また変な疑問が出てしまったのですが、仮にですが、4キロメートルの高さのエレベーターで、エレベーターのドアの高さが500メートルだったとしてそのドアの下から10メートルくらいのところでホバーリングした状態で全く風の抵抗を受けないとして、カゴが急降下した場合、天井にぶつかる前にかごの速さに感性が追いつくのでしょうか？またそれが外と中の中間の場合、エレベータの下降の感性に持っていかれ外の床に激突してしまうのでしょうか？

回答No.5

burahuman

えっと素人なりに順番に考えてみると
＞止まっているエレベーターの中でラジコンヘリをホバーリングさせていたとします、動き出しても床に激突したり天井に激突したりしませんのは空間ごと移動するので理解できます・・・
・これはどうでしょうか。ラジコンヘリの代わりに密度が空気と全く同じ風船で考えるとエレベーターがどんな動きをしても風船は位置を変えないと思います。
しかしヘリは空中に浮いているとは言え空気よりは遥かに大きな比重の物体ですから慣性を無視できずエレベーターの動きと反対方向に動くように内部の人間からは観測されるはずです。

次に
＞扉が開いたまま移動した場合は外との仕切りがなくなりその場合どうなるのでしょうか？
・エレベーターの上下運動に伴い中の気流が乱れればヘリも影響を受けるでしょうけれど基本的には上の回答と大差はないと思います。

また
＞ヘリコプターが外と中の中心より半分以上外側に出ていたら天井や床に激突してしまうのでしょうか？
・これは全部中に有る状態とは違って仰る通りだと思います。
仮にエレベーターが上昇すればヘリも建物のフロワから離れるでしょうけれどやはりエレベーターの中に有る時ほどは上昇しないでしょう。
したがって床に激突すると思います。

＞仮にですが、4キロメートルの高さのエレベーターで、エレベーターのドアの高さが500メートルだったとしてそのドアの下から10メートルくらいのところでホバーリングした状態で全く風の抵抗を受けないとして、カゴが急降下した場合、天井にぶつかる前にかごの速さに感性が追いつくのでしょうか？

感性→慣性ですよね？

かごがどのように急降下するかですが仮に空気抵抗を考えない自由落下で十分な時間が有るなら４キロメートル有ろうともヘリは天井にぶち当たります。
理由ですが自由落下中の内部では重力加速度がゼロになりヘリの重さもゼロになります。その状態で空中に浮かせるだけの空気を下向きに噴射しているのですからヘリの質量と同じ力で上方に押し上げられる事になる訳です。
しかし普通のエレベーターは自由落下などしませんから最初は下向きの加速度が加わる為にヘリは上昇しますが内部はすぐに１Ｇになるのである高さまで上昇してからそこに留まると思います。

＞またそれが外と中の中間の場合、エレベータの下降の感性に持っていかれ外の床に激突してしまうのでしょうか？
・この場合はエレベーターが一定の速度で下降すればヘリは建物に対しては着陸するように見えるしエレベーターに対しては上昇するように見えるでしょう。

お礼

回答ありがとうございました、
詳しく、説明ありがとうございます、止まった状態からの自由落下中は無重力見たいな状態に少しの間なるんですね、そうすると確かに天井に向かって上がってしまいますね、

回答No.4

sanori

＞＞＞回答ありがとうございます

いえいえ。

＞＞＞また変な疑問が出てしまったのですが、仮にですが、4キロメートルの高さのエレベーターで、エレベーターのドアの高さが500メートルだったとしてそのドアの下から10メートルくらいのところでホバーリングした状態で全く風の抵抗を受けないとして、カゴが急降下した場合、天井にぶつかる前にかごの速さに感性が追いつくのでしょうか？またそれが外と中の中間の場合、エレベータの下降の感性に持っていかれ外の床に激突してしまうのでしょうか？

やはり、非常に急激に加速すれば、天井に激突します。
ヘリが止まったまま（←慣性）エレベータだけ急に落ちたと考えれば
イメージできると思いますが。

では。

お礼

ふたたび、ありがとうございました。

急加速だとやはり天井に激突ですね、よく映画でエレベーターの落下で中の人が床に叩きつけられて怪我をするシーンとかありますが、あれはそうなる前に天井の方に一回持っていかれてカゴが一番下に激突したと同時に天井から床に叩きつけられてるんですね、イメージできました。

回答No.2

tanuki4u

動き出しても床に激突したり天井に激突したりしませんのは空間ごと移動するので理解できます
→　極論を考える。エレベーターが自由落下しているとする。その自由落下している空間内のものは、同様に自由落下するので、対エレベーターでは等速運動している。つまり、空間に浮いているものは、そのまま浮いている。その状態から下方に向かって空気を押し下げれば、そのもの（この場合ラジコンヘリ）はエレベーターに対して上昇します。激突という表現がどうか分かりませんが、やがて天井に当たります。

お礼

回答ありがとうございます。
一気には激突はしないが、やがで上昇して天井にあたるですね、なんとなく私もなんとなくそう思いましたが、なぜかはよくわかりませんでした。
慣性の法則が働くのはわかるのですが何処を境に働くのだろう・・・・。やはり外と中の境目ですよね、中間があるとしたらどうなるのだろうと疑問に思いました。

回答No.1

yyfront

電車の中でも、飛んでる間に急ブレーキをふんだら
位置は変わると思います。
ホバーリングは実験されたのでしょうか
動きだしたら、激突すると思うのですが。

お礼

回答ありがとうございます。
実験はしておりません、実機を持っていませんので・・・。
なるほど、激突ですか