走る車から球を投げる

一定の速さでまっすぐに走る車に乗っている人がボールを上に投げるとどうなるでしょうか。実際に車に乗ってやってみるとわかりますが、ボールは手元に戻ってきますね。
では、車に壁や天井がないとどうでしょうか。投げ上げると車の外に出るから、手元に戻ってこない?

実際にやってみましょう。

図1の装置を使います。白い球を青いじょうごの上から入れて、空気ポンプを押すと球が上に飛び出る仕組みです。
台車を走らせながら球を飛び上がらせることで、車からの投げ上げの実験ができます。

図1 車からの投げ上げ装置

実験

実際に行うと球の動きが速いため、写真でとらえることができませんでした。そこで、以下では加工した画像を使っています。球は実際のものではなく絵です。

図2 球が飛び出るとき

 
 
 

図3 球の最高点

 
 
 

図4 球が落ちてくるとき

 

実際にやってみると図2~図4のようになり、球は投げ上げたところに戻ってきました。
つまり、投げ上げた人の手元に戻ってくるわけです。壁や天井は関係ないのですね。

では車の外から見るとどのように見えるのでしょうか。
そこで球の軌道を線で結んでみると、図5のようになり放物線を描きます。

図5 外から見た球の軌道

動画はこちら↓です。(残念ですが球が速くてほとんど見えないです。)



 

 

参考文献

この実験は次の本で紹介されていたものです。
『いきいき物理わくわく実験1』(日本評論社)

公開日:
最終更新日:2016/07/03

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