空中のヘリの重量は地面に伝わらないというが・・・
クイズ問題で以下のような問題を見ました。
問
「ここにヘリコプターがある。
このヘリコプターを乗せられるほどの巨大な秤(ばね秤)があったとして、その上のヘリコプターがリ離陸した場合、ばね秤の示す重さどのようになるか」
答え
「ヘリコプターが離陸しても、ばね秤の示す重さは変わらない。
理由は、ヘリコプターは空気を下に押し付けることにより空中にとどまることができるので、その押し付けた風圧はヘリコプターの重さと一致する」
ここまでは何となくわかります。
では、ヘリがホバリング(空中でとどまっていること)している状態で、乗組員の誰かがスカイダイビング、パラシュート落下、着陸をした場合、秤の示す重さはどのようになるでしょうか?
注釈
ダイビングした途端、自由落下するものとします。(ジャンプして飛び出すとかは考えない)
空気による摩擦ロスは考えないものとします。
パラシュートを開いた瞬間から一定速度で落下するものとします。
ダイビングの瞬間から乗組員が地上に到達するまで、ヘリ、乗組員ともに秤の上空からは外れないものとします。
ヘリの高度はスカイダイビングに充分足りる高さとします。
私の考えた答え
乗組員がダイビングしている間、つまり自由落下中は乗組員の重さ(装備品含む)だけ、秤の示す重さは減る。
パラシュートを広げた状態になっても乗組員の重さだけ、減ったままを示す。
着陸の瞬間、「それまでためていた分を一気に取り戻すべく、ばね秤の針は大きく動き、その後、ヘリ+乗組員(つまり元の重さ)に戻る。
理由
うーん何となく。
自由落下中は重力加速度が加わっているから地上(秤の台上)に重さは伝わらないような気がする。パラシュートを開いても、なお落下中だからその重さは地上に伝わらないと思う。
乗組員着陸の瞬間、「一気にとりもどす」のです。はい。
追加
1 ヘリ自体が一定速度、あるいは加速をつけて上昇、下降したばあい、秤の示す重さはどうなるでしょう?
2 もし大学入試でこの問題を出したら正解率何%ぐらいでしょう?
わかる方、お願いします。