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。

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。

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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。

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）