相対速度 走っているトラックから逆方向にボールを投げると？

質問

こんにちは
１８歳の高校生です。

物理の時間に友達が
「１００キロで走るトラックの後ろからピッチングマシンで１００キロのボールを、
トラックの進行方向と逆に発射するとその場に落ちるんだよ」
と言っていましたが
それは本当にありえるのでしょうか？？
実際にはどのような運動をするのですか？

またトラックの進行方向に同じ速度で発射した場合や
トラックと逆方向に１００キロ出るロケット花火を発射した場合、どのような運動になるのかも知りたいです。。

どなたか博識な方
回答をお願いします（●＾o＾●）

回答No.3

phobos · ベストアンサー

大変面白いご質問だったので、エクセルでグラフにしてみました。

> ロケット花火の加速度が０になった時
> すなわち１００キロでの等速運動になったら
> 地上で静止した人からみると花火は火を噴きながら静止しているように見えるのでしょうか？？(-_-)

もしも空気抵抗がなく、ロケットの姿勢も変わらないとすれば、添付の図のように見えるはずです。

ここでは、トラック速度は左向きに-100km/h(=-27.8m/s)、ロケット加速度は右向きに100m/s^2としています。
発射の0.28秒後にロケットの（トラックに対する）速度は約28m/s^2(=100km/h)になるので、ここで噴射を止めて、あとは等速運動するとします。
この場合はちょうどそこが水平方向の落下開始点に戻ることになります（垂直にはこの間約40cm落ちています）。

もちろん実際には、ANo.3のご回答のように、この間にロケットがどこを向くかは風まかせとなるので、どこに向かって飛んでいくかは判りません。

お礼

おおおお！！！！
一目でどのような運動になるのかがはっきりわかりますね(^O^)／

あー、これですっきりしましたｗｗｗ
友達とどうなるのか一生懸命考えたんですけどなかなかここまで考えが及ばず・・・
みんなにもこの図を紹介します！！！
大変参考になりました、ありがとうございました！！！！！！！！

回答No.2

KGS

＞１００キロで走るトラックの後ろからピッチングマシンで１００キロのボールを

これは
「トラックの進行方向と逆に発射するとその場に落ちるんだよ」

その通りです。

YouTubeでトリビア　100キロで検索すると実験映像があります。
http://www.youtube.com/watch?v=oXnoxsD1az8

ロケット花火の場合はボールと違って自らの推進力がありますからボールとは違いますが、空気抵抗もあって(後ろからの抵抗は考慮していない)ポトンと落ちて、噴射力によってあらゆる方向に飛んでいくでしょう。

お礼

すごいですね、
ホントに下に落ちてました！！！！
物理はほんとに不思議です。。。(-_-メ)

回答ありがとうございました！！！

回答No.1

fjnobu

トラックの外から停止している人が見たら、そう見えます。
進行方向に投げたら、空気抵抗がなければ2倍の速度になります。
ロケット花火の場合は、初速が０で加速度が付くので、逆方向の場合はトラックの進行方向に移動しているように見えます。

補足

ありがとうございます！！！！！！！！

再度質問になるんですが
ロケット花火の加速度が０になった時
すなわち１００キロでの等速運動になったら
地上で静止した人からみると花火は火を噴きながら静止しているように見えるのでしょうか？？(-_-)