- ベストアンサー
高度差と物体の速度差
こんにちは 同じ物体を違う高度、例えば海抜100M と1万Mで同じ力で同じ距離飛ばした場合 どれくらいの速度差がうまれるものなのでしょうか？ 高度によってどれくらいの空気抵抗の差があるのかということです。
- みんなの回答 （3）
- 専門家の回答
質問者が選んだベストアンサー
その他の回答 (2)
- takus69
- ベストアンサー率39% (9/23)
空気抵抗は、速度と空気抵抗の定数によってきまります。一番簡単なものは、kvで与えられます。そして、F=kvとなるとき終端速度となり一定の速度になります。（実際には２次や３次以上の項もあるそうです。） どれくらいの速度差がうまれるものかと言う質問なのですが、高度の違いによってうまれる定数kの違いが差をうみます。 定数を決定するパラメータなど詳しいことはわからないので自信はないのですが、抵抗となるものの一つは空気です。空気の密度が高いほど抵抗を受けやすく、定数kも多きくなると考えられるので、高度が高いほど速度は大きくなるのではないでしょうか。 詳しい事は流体力学などを勉強されればわかると思います。
お礼
先日のサッカー・イラン戦で標高1500ｍのピッチでは ボールのスピードを早く感じたという選手のコメントが ありましたが、1500mでそんなに差が出るものなのかと驚きました。 ありがとうございます。
- MASA19671967
- ベストアンサー率18% (22/116)
高度による空気抵抗の差がある場合、 同じ力で同じ距離とばす事が出来ないと感じますが、 如何でしょうか?
お礼
あ、なるほど。それもそうですね。 一方が10キロ飛んで、一方が1キロしか飛ばない としたら両方とも1キロは飛ぶわけですから そういう比較で結構です。 （イメージとしては飛行機のようなものをイメージしています）
補足
ちょっと質問がわかりにくくてすいません。 平地にある高速道路をバイクで走ると相当空気抵抗を感じますが これが例えば3000M、10000Mにあったなら（寒さなど現実的問題は無視して下さい） もっと軽く走れるんだとおもいますが、どれくらいの違いなのかということです。
関連するQ&A
- 物体の速度の減衰について教えてください。
物体の速度の減衰について教えてください。 直径10mm程度物体（比重2.6）を初速度18m/ｓで空気の力で大気中へ水平に打ち出した時の水平距離に対する物体の速度の計算方法を教えてください。 その際，空気抵抗である粘性抵抗と慣性抵抗の使い分けについても教えてください。 申し訳ありませんが，よろしくお願いします。
- 締切済み
- 物理学
- 物体の落下速度は、その物体の重さよらず一定について教えてください
物体の落下速度は、その物体の重さによらず一定とは小学校か中学校くらいでならったと思うのですが、それはたとえば月の上でも同じなのでしょうか？ 同じだとするならば重いものも軽いものも同じ速度で落ちるということになります。それはつまり大きなもの、たとえば地球のような巨大なものが月に落ちるのも、宇宙飛行士が月に落ちるのも同じということにりますか？ もしそれも同じだとすれば地球からみた場合（空気抵抗等は除く）飛行士と月は同じ速度で地球に落ちてくるので月が地球に落ちる速度と地球が月に落ちる速度はもちろん等しいわけだから地球で飛行士が地球に落ちる速度と月で飛行士月に落ちる速度はおなじにならないといけないよな気がします。 しかしテレビなどでもみるようにアポロでの探査で飛行士たちは月面で非常にゆっくりと跳んでいるようにみえます。つまり落下速度が遅いようにおもうのです。 これはいったいどこで論理矛盾をおこしているのでしょうか。よろしくお願いします。
- 締切済み
- 天文学・宇宙科学
- 物体の落下速度について
基本的な質問で申し訳ありません。 今、物体の落下速度と遠心力の関係を調べているのですが、 難しい文章で、物理学に弱い私は理解不能なので、お力を貸していただければ幸甚です。 同じ距離の坂道を、同じ重量の物体が、同時に落下した場合、 「ほぼ直滑降に近い経路」を落ちた物体Ａと、 大きなカーブを描く経路を通過して落ちた物体Ｂとでは、 どちらが物体落下速度が速いのでしょうか？ 素人の私から考えると、ほぼ直滑降に近い経路を落下した方が、 速度が速いとは思うのですが、科学的根拠の説明が知りたいのです。 逆を言えば、その物体ＡとＢが、同じ到着地点に同時に到着したとすれば、 落下速度が早い物体の方が、片方の物体より先に、落下開始しないと、 同時着地しないという解釈で正しいのでしょうか？ 何かわかりやすい文献等ございましたらご教示いただけると助かります。 この事をとある争いで証明しないといけないので、大変困っています。 どうぞご教示宜しくお願い致します。
- ベストアンサー
- 物理学
- 動摩擦力は物体の速度によらず一定ですか？
高校の参考書の空気抵抗力というところに、 物体の受ける空気抵抗力はkv、つまり速さに比例する と書いてあります。 ということは、動摩擦力は常に一定と習いましたが、本当は 動摩擦力も速度に比例して増えるのではないでしょうか？ それともやはり動摩擦力は一定と考えるのでしょうか？
- 締切済み
- 物理学
- 空気中の物体の落下
空気の抵抗がある場合の、物体の落下速度を微分方程式で求めるさい、変数の変換がわからないので質問します。 運動速度がそれほど大きくないか、物体の大きさがそれほど大きくないときは、抵抗力はスピードに比例することが知られている。そこで質量mの物体を自由落下させ、時刻tにおける速度を下向きにvとしよう。この物体に働く力は、下向きの重力mgと、上向きの抵抗力kv(kは比例定数)である。よって、ニュートンの運動方程式 力=質量*加速度 により、mg-kv=m(dv/dt)・・・(1)という微分方程式がなりたつ。(1)を解いてみよう。変形して、 -k{v-(m/k)g}=m(dv/dt)そこでv-(m/k)g=u・・・(2)とおくと、ここがわからないところです。m(du/dt)=-kuになるのですが、なぜdv/dtがdu/dtになっているかが、あいまいです。自分では(2)の(m/k)gが定数で、両辺をtで微分すると左辺がdv/dt、 右辺が(d/dt)u=(d/du)u(du/dt)=1*(du/dt)なので、dv/dt=du/dtだと思いました。自分の考えが間違っていたら、訂正をおねがいします。
- ベストアンサー
- 数学・算数
- 2物体の相対速度が０のとき。。。
ある参考書には 『２物体が動いてるときは、相対速度に注目する。 ・最も近づく（遠ざかる）ときは相対速度０』 とだけ書いてありました。 確かにそうだよなぁ～とは思うんですが、 距離に関係なく２物体の速度が同じであれば 相対速度って０ですよね？ こう書いてある意図はなんなんでしょか？ どうかみなさん、教えてください！！お願いします！！
- ベストアンサー
- 物理学
- 物体と台車の速度が同じ？
水平な床上に質量Ｍ[kg]の台車を置き、台車の上に質量ｍ[kg]の物体をのせた。物体と台車の間には摩擦があるが、車輪と床との摩擦は無視できるものとする。水平方向で右向きにVo[m/s]の初速度を与えたところ、そのうち、物体と台車の速度が等しくなった。この等しくなったときの速度を求めよ。物体と台車の速度が等しくなったときとはどういう意味でしょうか？
- 締切済み
- 物理学
- 物理学 仕事について
このような問題があります。 「200gの物体を地上から上へ投げると、空気抵抗を受けて60mの高さまで上がります。 空気抵抗がない場合、物体は90mの高さまで上がります。 さらに、空気抵抗がある状態で60mから地上へ落ちた時の速度は、投げた時の速度の2/3になります。 風が物体にする仕事の値を求めよ。」 この場合、物体が上がる時の空気抵抗は一定で速度ベクトルの方向の逆をむきます。 しかし物体が最高高度に達し再び地上に落ちるとき、空気抵抗は再び速度ベクトルの逆の方向を向きます。 となると空気抵抗による加速（減速）は上がる時と下がる時、各々が一定でも、総合的には一定ではないですよね。 そこで質問なんですが、物体が上がった時空気が物体にする仕事＋物体が下がった時に空気が物体にする仕事＝物体が原点から原点まで往復したときに空気が物体に対する仕事 であってますでしょうか？ 初歩的な質問ですみません。仕事のイメージがよくわからないもので、よろしくお願いします。
- 締切済み
- 物理学
- 何故、２つの物体に、速度差が現れるのですか？
例えば、 足の速い人も遅い人も、同じ筋肉で出来ています。 筋肉は、様々な原子からなります。構成物質の種類は同じなので（コレが素粒子の速度差だと尚分かりにくい。） 違うのは、その量の比率です。 つまり、構成している素粒子の比率が違うから、 「2者に速度差が現れる」という事になります。 ・・・。 ゲージ粒子は全て同じ速さです。（光速） この場合、 「構成している粒子の速さは」全部同じです。 しかし、 「何故、種類の違う素粒子が合わさって、色々な原子として振舞うと」 様々な速度に変化するのでしょうか？ どなたか、答えてください。 教えて頂けませんか？（＾＾
- 締切済み
- 物理学
お礼
４倍ですか、高度一万Mでサッカーやったら すごいことになりそうですね。 ありがとうございます。