物理・力学/原理と探求
自由落下と重力の解説
重い物体は、軽い物体より先に地面に触れるのでしょうか？同じ高さで両方のボールを静止状態に置き、質量だけを変えて比較する自由落下実験です。空気抵抗がない時、落下時間と速度を決める条件を位置・速度記録で探してみてください。
どのような原理？
同じ高さでは質量に関係なく一緒に到着します。 t = √(2h/g)です。
重要な関係
h = ½gt² · v = gt
観察してみよう
- 両方のボールを同時に放します。位置と速度が同じかどうかを見てください。
- 地球の重力から高さを10m、20m、30mに変え、それぞれ実行して記録します。
- 高さと2つの質量を固定し、重力だけを地球と月に変えて比較します。
結果を読み解く
空気抵抗がないときに落下時間に影響しないのは？
t = √(2h/g)には質量が入りません。
モデルの仮定と限界
両方のボールを静止状態にして空気抵抗を無視しました。実際の羽と石は空気抵抗のために異なって落ちることがあります。重力は高さによって変わらないと仮定します。