電車内の慣性力

(1)例題

①加速している電車の中でつり革はどうなるか?

②加速している電車の中で風船を離すとどうなるか?

③加速している電車の中に水の入ったコップを置くとどうなるか?

④静止した電車内で鉛直方向に垂らした振り子がある。電車を加速させるとどうなるか?

(2)例題の答案

①見かけの鉛直方向に傾く。

②見かけの鉛直方向を登っていく。

③水面が見かけの鉛直方向と垂直な方向(見かけの水平の方向)に傾く。

④最初に振り子があった位置(実際の鉛直方向)を振動の端、見かけの鉛直方向を振動の中心の軸として振動する。

(3)解法のポイント

地球上であればだれもが受ける場の力である重力と、加速している物体に乗っているときにだけあると感じる見かけの力の慣性力、この2つの力を合成したものが見かけの重力と呼ばれています。つまり、実際の重力は鉛直下向きにかかっているのですが、慣性力を感じているせいで重力が斜め方向(見かけの鉛直方向)にかかっているように感じてしまっているのです。

(4)必要な知識

①慣性力:観測者が加速度直線をしているときに、あると感じる見かけの力(見かけの力なので、実際には存在しないが、あるように感じている)

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(5)理解すべきコア

慣性力と見かけの重力について理解しましょう→見かけの重力とは何か?(見かけの鉛直方向とは何か? 加速している電車の中でつり革・風船・コップに入った水・振り子はどうなる?)

(6)参考

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