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2022/5/9 3:03

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自由落下運動では、重さが違っても落ちる速さは変わらないです。 でも、人が高いところから落ちるとき足から落ちても、頭が重いから落ちる途中で頭が下になる、とよく言われます。これは本当ですか?

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ThanksImg質問者からのお礼コメント

べストアンサーをque********さんと大変迷いました。que********さんには追加質問をたくさんしてしまったのに全部丁寧に答えていただき親切にしていただいたので心苦しいです。ふたりとも選びたかったです。心を鬼にして公平に、私の疑問にいちばん的確だったbqw********さんを選びます。いろいろな例がとてもわかりやすく納得しました。他にも回答をくださったみなさんありがとうございました。

お礼日時:5/16 4:02

その他の回答(10件)

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まず、このご質問自体に、いくつかの考えるべき課題がありそうです。 ⑴、>自由落下運動では、重さが違っても落ちる速さは変わらないです。 ・・・あなたは、このことを数式で説明できますか。 また、空気中の実験ならば、同じ質量の小さな金属球と平面状態の画用紙でも同じ落ち方をするのでしょうか。 ⑵、>でも、人が高いところから落ちるとき足から落ちても、頭が重いから落ちる途中で頭が下になる、とよく言われます。これは本当ですか? ・・・・こういった事象を観測したときから自然科学の探求が始まるのではないですか。 しかし、そういった事象を見たことがありますか。という質問の仕方ならばまだわかりますが、それだけでは物理ではありません。 ⑶、では、あなたは、机上であってもどのような実験を想定しますか。その実験の予想結果を問いかけるならば、まだわかります。 ⑷、わたしはいま、割りばしの片方の端にだけおもりをつけて目の高さから落としてみました。最初の状態の割りばしは床面に対して水平でした。どうなったでしょうか。 ぜひ、あなたも簡単な実験をやってみてください。 ~~下記はWikipediaからです~~ たとえばかつては「物体はその質量が大きいほど早く落ちる」と考えられていた。ガリレオはこれは間違いだと考え、伝説によるとピサの斜塔から重さの異なる二つの物体を落とし、落下時間に差がないことを証明した(ここでは伝説の真偽は置く)。普通の感覚では、上記の命題はそれほど不思議とは思えない。たとえば石ころは早く落ちるし、羽根はふわふわと落ちる。しかし、これには空気抵抗などが関与している。だから、本当に質量によって落ちる速さが変わるかどうかを確かめるためには、少なくとも、二つの物体の大きさや形態を同じにし、できるだけ空気の影響を受けない形にしなければならない。そのようにしてはじめて、本当に質量だけが落下速度を決めているのかが確かめられる。これが実験に求められることである。 ~~~~~引用おわり~~

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人が大の字になって寝ている状態で、落とし穴の様な方法で落下したとする_φ(・_・ その時 頭部の周辺 胴体の周辺 両足の周辺 それぞれの部分に均等に空気抵抗を受けます。 ですが、 両足では、隙間に乱れた風が生じるでしょう。 胴体では、紙を落下させた様な空気抵抗を受けるでしょう。 頭部では、比較的抵抗を受けずに落下するでしょう。 結果 頭ー胴体ー足 と水平に落下したとしても ……胴体…… …/……\足 頭…………… の様な位置で落下すると思います。 で落下距離が短ければこの形で 落下距離が長ければ 足 ! 胴体 ! 頭 の様に落下すると思います。 当然のことですが、力士の様な体格と、一般体系の人とでは異なると思いますが。

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質問者2022/5/15 18:25

イメージしやすいです。 力士は一般体系の人よりもどうなりやすいですか?

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自由落下は空気抵抗がないとき(無視できるとき)です。 ガリレオはピサの斜塔の実験で鉄の球を使いましたが、空気抵抗をできるだけ小さくするためです。 1枚の紙と本では重量に対する空気抵抗が違いすぎるので落下速度が変わります。 重力は重心に力がかかる。力点と考えられますが、空気抵抗の力点がどこになるか形状で決まりこの関係で向きが決まります。頭は重いにもかかわらず空気抵抗は小さいので空気抵抗の力点よりも重力の力点(重心)のほうが頭に近いのです。 下向きの力が重心「へそ当たり」に、空気抵抗の上向きの力がへそよりも下になると思われるので、頭が下になります。十分落下時間が長ければ、空気抵抗も顕著に表れ、その効果は大きくなっていきます。 しかしスカイダイビングのように空気抵抗を手足でコントロールできれば いろいろな姿勢が可能になります。 当然ながら頭が下の姿勢が、空気抵抗が少なく落下速度が上がります。 先に落下した他のチームメンバーに追いつくためにスカイダイバーたちがその姿勢をとるのをみたことがあります。

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質問者2022/5/15 18:04

そう言われればスカイダイビングは頭と体を水平にできます。頭が下がらないのは姿勢によって受ける空気抵抗の力を頭と体とで均一にすることができるということでしょうか? それとも首の筋力で頭が下に下がらないように支えているだけで頭が受ける空気抵抗の力はやはり小さいままなのでしょうか?頭の重さは変わらないので姿勢を変えても頭が受ける空気抵抗の力は変わらないでしょうか?

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空気抵抗がある場合の自由落下運動では、重い方が空気抵抗の影響が少なくなるので速く落下する事になります。 尚、パラシュートで降下する場合は体や手足を動かして姿勢をある程度自由に変えられますが、気を失った場合は頭の形が丸くて空気抵抗が少ないという事もありそうなので、頭から落下する場合が多いかもしれません。

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頭が重いから先に落ちるってことは無いです。

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尚、空気抵抗も重さは関係ありません。 空気抵抗は、主に物体の形とその速さが問題になります。 頭の形は、確かに抵抗を受けにくそうですがね。