ガリレオ ピサの斜塔の実験 中学生にもわかる説明？

質問

異なる質量のものを落とすと、スピード（落下までの時間？）は同じであるという実験についてです。

説明を聞いても、サイトを読んでも、どうもわかった気になれません。

慣性と重力が相殺されるですとか、
質量の大きい方が、慣性が大きく、ゆえに必要な重力も大きくなる、ので、スピードが同じだとか、、、

同じことの繰り返しか。
そこまでは、わかったのですが、、、

中（小？）学生にもわかるような、直感的説明なんて、無理でしょうかね・・。

回答No.1

ShowMeHow · ベストアンサー

直感的な説明としては、
10ｋｇのものを10ｋｇで引っ張った場合と、
1ｋｇのものを1ｋｇで引っ張った場合の加速は同じになります。

お礼

すっごいわかりやすいです。
シンプルイズ、ベストです。。。。。。

どうも、ご回答ありがとうございました！

回答No.4

BookerL

＃２さんの回答は、ガリレオ自身も使った説明ですね。
http://luna-physics.cocolog-nifty.com/blog/2009/05/post-d8f8.html

　ある事柄（重いものほど速く落ちる）の誤りを示すのに、「もしそれが正しかったらおかしなことが起こる、したがってそれは正しくない」という、いわゆる「背理法」という論法で、理詰めで考えるガリレオの本領発揮、という感じです。

＞質量の大きい方が、慣性が大きく、ゆえに必要な重力も大きくなる、ので、スピードが同じだ

　これも、十分本質を突いた説明ですので、少し言い換えをしてみます。

　軽いものはちょっと押すとすぐ動くが、重いものは大きな力を加えないと動かない。これが「慣性」です。
　ある物体Ａ と、その２倍の重さの物体Ｂを考えます。物体Ａがある力で動くとする時、物体Ｂには２倍の力を加えてやると、Ａと同じ動きになります。

　さて、物体が落下するのは物体に重力が働くからです。ＢはＡの２倍重いので、ＢにはＡの２倍の重力が働いています。
　ではＢが落下する時、Ａの２倍のスピードになるでしょうか。ＢにはＡの２倍の力が働くが、ＢのほうがＡより２倍重いので、結局Ａと同じスピードになる、ということになります。

※あえて「重さ」という言葉を使い、「質量」と「重量」の区別はしない書き方にしました。

お礼

わかりやすかったです！
どうも、ご回答ありがとうございました！

回答No.3

sanori

＞＞＞中（小？）学生にもわかるような、直感的説明なんて、無理でしょうかね・・。

いえ。できますね。

Ｎｏ．２様のご説明、いいですね。
ちょっと脚色を加えたいと思います。

Ａ　１個の５ｋｇの鉄球を落とす。
Ｂ　２個の５ｋｇの鉄球を同時に落とす。
Ｃ　２個の５ｋｇの鉄球を細い糸でつないで同時に落とす。
Ｄ　２個の５ｋｇの鉄球を頑丈な棒でつないで同時に落とす。
Ｅ　１０ｋｇの鉄亜鈴１個を落とす。

ＡからＥまで順番に考えていくと、
つないだだけでいきなり落ち方が変わるというのは変なので、
結局、Ａ～Ｅは全部同じ落ち方になると思いませんか？

そして、１０ｋｇという慣性質量は２つの５ｋｇの慣性質量、という考え方をすれば、
質問者様がおっしゃる
「質量の大きい方が、慣性が大きく、ゆえに必要な重力も大きくなる、ので、スピードが同じだとか、、、」
も解決すると思います。

お礼

おもしろい考え方ですね！
そして、すっきりしました！
どうも、ご回答ありがとうございました！

回答No.2

ORUKA1951

そのまえに、簡単な思考実験をして見ましょう。
二つの重さの異なる球があります。
もし重いほうが先に落ちるなら・・
　　二つをつなぐとどうなるのでしょう。
　　　　もっと重くなるから、もっと早く落ちるはずですね。
　　　　それとも、軽いほうは重たいものに引っ張られて、その中間の速度で落ちる。
　　矛盾した二つの結果が想定されるということは、全体が誤りである。

　では実際になぜそんなことになるのか
・重さの異なる台車を押すとき、同じ力を加えつづけても、軽いほうは早く速度が上昇する。
　車と競争したって、距離が数メートルだったら断然人が早い。

　同じ力を加え続けても重い(質量が大きい)ほう)が、加速されるのは遅い。
★逆に加わる力が小さくても、それに応じて軽ければ同じ速度になる。

お礼

台車の喩えがわかりやすかったです！
どうも、ご回答ありがとうございました！