列車に対する風の抵抗力について

質問

「以下の文章は物理的に正しいか否か」
という問いがあるのですが、どう考えればいいかわかりません。

（　）直線のレール上を走る列車に働く風の抵抗力が、レール方向に沿って倍の大きさになると、風による抵抗の加速度も倍になる

（　）直線のレール上を走る列車に働く風の抵抗力の、レールに垂直な方向の大きさが倍になると、風による抵抗の加速度も倍になる

どなたかよろしくお願いします。

回答No.3

NemurinekoNya · ベストアンサー

☆すみません，自分の理解が悪いのかもしれませんが、そうしますと２つめの文章の方は正しくないということで良さそうですが、１つめの文章の「加速度も倍になる」というのは正しいのでしょうか。
◇ですね。

NO２さんのおっしゃるとおり、
　「力」 = 「質量」×「加速度」
という関係がありますので、
風による抵抗力が２倍になれば、それによって生じる「加速度」も２倍ということになります。

電車の進行方向に対して直角に働く力は、電車を進行方向に対して直角の向きに加速・減速する役割を果たすだけで、
進行方向の速度を加速・減速する役割を果たしません。

お礼

ありがとうございます、はじめは質問の意味すら分かりませんでしたが、なんとか理解できたと思います。

回答No.2

naniwacchi

こんにちわ。
なんか「加速度」と「抵抗力」がごっちゃになっていてややこしくしているように見えますが。

運動方程式：ma＝ Fを考えれば、加速度はかかる力に比例します。

追い風もマイナスの抵抗力ととらえれば、一つ目は単純に考えられると思います。

二つ目ですが、電車が動いているときには、「ななめ前」から風の抵抗を受けます。ただ、倍になるかと言われると...

お礼

ありがとうございます、質問者の意図はma=Fということに気づければ良かった訳ですね。

回答No.1

NemurinekoNya

抵抗になるのは、進行方向と反対の力がかかっているとき。

進行方向と風の抵抗力F（？）とがなす角度をθとすると、
風による電車の進行方向の力Kは、
　K = Fcosθ
になります。
θ = 90°のとき、cos90° = 0なので、
　K = 0
進行方向と風の抵抗力（？）が垂直では、抵抗にならない！！

答えは、もう出たようなものですよね。

垂直の抵抗力では、電車が浮くか、上から押さえつけるような力になってしまいます。

補足

NemurinekoNyaさん、コメントありがとうございます。

すみません，自分の理解が悪いのかもしれませんが、そうしますと２つめの文章の方は正しくないということで良さそうですが、１つめの文章の「加速度も倍になる」というのは正しいのでしょうか。