列車の運動(高校の物理)
高校生の物理で分かる話で、
物体が加速(減速)するとき、その物体に
・一定の力が加わっているならば(a=F/mより)等加速度運動
・一定の仕事率(電力)が加わっているならばだんだん加速度が小さくなる加速
になりますよね。(速度が上がるほど、単位時間あたりに力を加える距離が長くなるので、その分力は小さくなる)
このことを踏まえて、電車の加速・減速について考えます。
・電車が、動摩擦力によって減速するならば、動摩擦力は速度にほとんど依存しないので、等加速度運動になるはずです。
・しかし、電車が加速する時に電気エネルギーを変換して加速に使っているならば、加速時には電力一定と考えるべきで、それなら加速度はだんだん遅くなる気がします。
そこで、僕の質問は、
「加速時と減速時で、時間反転すると速度変化の様子が違って見えるのでしょうか。」ということです。
上では、動摩擦力によって減速していると仮定しましたが、もし減速時に運動エネルギーをほかのエネルギー(電気エネルギーなど)に変換して、加速のためのエネルギーとして蓄えるならば、加速時と同じような運動になる可能性もあります。
電車の動力の仕組みに関する予備知識は全く持っていませんが、力学の範囲でそのような違いが明らかになることが面白いと思い、質問しました。
また、運転席の距離メーターを覗いていると、加速時も減速時も、速度が速いときは加速度の大きさが小さいように感じますが、あまり自信はありません。
ご存知の方いらっしゃったら、ぜひお教えください。
お礼
ありがとうございます。 やはり慣性でしたか!もやもやが晴れました。