高校生です 地球上の真空では重いものも軽いものも同時に落ちるというのは嘘ですよね?

補足

条件をしっかりした新しい質問をしたので回答はこちらにお願いします。 https://detail.chiebukuro.yahoo.co.jp/qa/question_detail/q13244992903

ベストアンサー

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相対論を持ち出した回答者もいますが、相対論は関係ありません。古典力学の問題です。そもそもガリレオの思考実験は空気抵抗を考えない思考実験なので終端速度などと言ってる時点で無知ですね。

ThanksImg質問者からのお礼コメント

ありがとうございます。

お礼日時:6/21 13:13

その他の回答(8件)

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私が言いたいのは理論的なことなので,超弦理論などと同じく実験での確認はかなり困難かと思います。 現代の実験設備で測れる範囲だとほぼ同じに到着するのは質問に「現実的な計算等では無視できるレベル」と書いていることからも分かる通り理解しております。

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科学って現象を扱っていて、それをモデル化したものって考えれば嘘とは言えないと思います。 これに関してはやってみないと分からないが正解なのかもしれません。 万有引力の法則ですら10^-100000000000の誤差なく成り立つ法則かなんて言えないのではないでしょうか? もし成り立っていても地球は完全に均一じゃないので2つの物体に本当に同じだけの加速度を生じるかも怪しいです。 あくまで万有引力が成り立つ理想的なモデルの中でしか質問者さんの前提は成り立ちません。 大事なのはそのモデルが現実にあっているかです。どのレベルの精度で観測するかにもよって立てるべきモデルも異なるでしょう。なるべく簡素なモデルが望ましいのですから、そこまですごい精度を求めなければ地球自体は動かないで物体だけ同じ加速度で落ちるというモデルもまた正解の一つだと思います。

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理論を通り越して屁理屈と思われてもいいレベルなら、重いほうが速く地球に落下します。 万有引力は質量をもつ物体すべてが持っています。地球も、軽いもの(木球とする)も、重いもの(鉄球とする)も、それぞれの質量に比例する万有引力を持っています。 よく目にするのは「地球の重力によって物体が落下する」という説明ですが、厳密に言えばその反作用「物体の重力によって地球が落下する」という現象も同時に起きています。地球が重すぎてほとんど動かないだけであって、地球も木球や鉄球に向かって落下しているのです。 地球と月で同じ物体を落下させたとき、地球で落下させたほうが早く落ちます。それは地球のほうが重力が大きいためです。 同様にして鉄球と木球に向けて同じ物体(地球)を落下させたとき、万有引力の大きい鉄球のほうに早く地球は落下します。 「木球 or 鉄球」が「地球」に向かう速度は等しいけれど、 「地球」が「木球 or 鉄球」に向かう速度が異なるのです。 もちろんこれは理論上の話です。 計測するには「地球や地球上のすべてを完全に停止させる」という無茶な条件をクリアしなければなりません。

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ここの回答者やばいな。真空なら完全に同時に落ちるよ。これは相対性理論を構築する時にすごく重要な事で全ての物が同時に落ちる事が間違ってた場合相対性理論が否定されるレベル。だから科学者はものすごい精度で何度も観測してて今では小数点以下12桁ぐらいまでの精度で正しい事がわかってる。 空気があると同時に落ちないのは終端速度のせい。終端速度はもう習ったかな?空気抵抗によって物質によってそれ以上速度が上がらない速度がある。例えば紙切れだと一瞬で終端速度に達するからそれ以上早く落ちないけど鉄球はなかなか終端速度に達しない。人間だとたしか時速200kmが終端速度でスカイダイビングだとそれ以上のスピードは出ない。 もう一度言うけど真空中なら「全てのものは完全に同時に落ちる」。これが否定されたら現代の物理学がほとんど否定される。 重力はGMm/r^2でこれがmaと等しいから両辺でmが消えて加速度はmに全く依存しない事がわかる。この事実を元にして相対性理論は作られてる。

「だから科学者はものすごい精度で何度も観測してて今では小数点以下12桁ぐらいまでの精度で正しい事がわかってる。」 質問に「現実的な計算等では無視できるレベルなのは分かっています」と書いているように存じ上げておりますが,だからと言って「完全に同時」と決める論理が分からないということです。

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http://www.phys.u-ryukyu.ac.jp/~maeno/cgi-bin/pukiwiki/index.php?%BD%C5%A4%A4%CA%AA%C2%CE%A4%E2%B7%DA%A4%A4%CA%AA%C2%CE%A4%E2%C6%B1%BB%FE%A4%CB%CD%EE%A4%C1%A4%EB%A4%C3%A4%C6%CB%DC%C5%F6%A1%A9 このサイトが非常に丁寧に考察しています。(合ってるかどうかは知りません) 厳密な話をしたければ、そもそも厳密に状況設定をしなければいけないと言うことがよく分かります。 設定によって、軽いものの方が早く落ちたり、重いものの方が早く落ちたり…。 質問者さんはどのような設定を思い浮かべていたのでしょう?

地球上の屋外で真空の箱みたいなのを用意して,その中で同じ大きさの球体で質量が違うものを同時に落とすという感じです。もちろん,落とす装置も同じものです。