自由落下運動
自由落下運動とは
ここでは、重力の影響を受けて落下する物体の運動について考えよう。
物体を静かに(初速度ゼロで)落下させた場合の運動を、自由落下運動という。
物体を投げ上げたり、横方向に放ったりしても落下するが、これは自由落下運動ではない。
重い物体も、軽い物体も同時に落下させれば、同時に着地する。
しかも、落下中の物体はだんだんとスピードアップする。つまり加速するのだ。
これは、重力の影響を受けるので、ニュートンの第二法則により、加速するのである。
自由落下運動は等加速度直線運動の一種である。
落ちながら、だんだんとスピードを増していくのだ。
地球上の物体には、常時重力が作用している。
机の上に本が置いてあるとする。
この本には重力が作用してる。
一方で、机がこの引力と等大逆向きの抗力で本を押し返す。
引力と抗力の和がゼロなので、本は落ちもせず、浮き上がりもせず机の上に静止したままとなる。
落下する物体には、抗力が作用しない。重力だけが作用する。
落下中は引力だけが作用し続けるのだ。
力が作用すれば、加速度が生じる(運動の第二法則)
引力を受けたままの状態で落ち続けるので、落下の間常時加速度が生じることになる。
だから、落下物はだんだんとスピードを増してながら落下していくのだ。
地球の引力によって生じる加速度を重力加速度という。
重力加速度は、場所によって多少異なるがおおよそ9.8[m/s2]である。
月や火星に行けば、異なった値になる。
重力加速度は一般にgであらわす。
重力加速度は場所により異なるが、物体による違いはない。
つまり、重い物体も軽い物体も同じ加速度で落下するのだ。
自由落下運動は重力加速度を加速度aとした等加速度直線運動なのだ。
次ページでは、自由落下運動の公式をv-tグラフから導きだす。
■次のページ：自由落下運動の公式
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2005/06/03
2016/10/07