密封した箱の中の鳥の重さ

質問

秤の上に有る、密封した箱の中に鳥がいて、その鳥が飛んでいても、箱の底に止まっていても同じ重さになる
というのは何故でしょうか？
過去の回答履歴も読みましたがまだ理解できません。
（鳥の羽ばたく空気抵抗の加減で秤の目盛りが多少動くことは今回無視してください。）

「空気という、触れないものの上に鳥が乗っているだけ。
底に居ても、飛んでいても同じと考えたら分かりやすい」の様に有りますが
その時点でわかりません。
こんな自分に、もう少し分かりやすく説明していただきたいのです。

もしその箱が小さいものでなく、とてつもなく大きいものでも結果は同じなのでしょうか？

回答No.5

sanori · ベストアンサー

再びお邪魔します。

＞　sanoriさんが書いてくださった例は分かりやすく理解できるのですが
＞　この例と、飛んでいる鳥との関係がまだ理解できなくて
＞　(ToT)ダ-

ありゃ、そうでしたか。
もう一つ例を考えてみましたよ。

体育で使うマット（敷布団でもよいですが）が床の上に置かれているとします。
床は、マットの重さと同じ力で、マットを下から押し上げています。
（もしも押し上げていなければ、マットが床にめり込んでいきます。）

そのマットの上に、人が寝た状態を考えます。
マットは、人の体重と同じ力で、人を下から押し上げています。
（もしもそうでなければ、人はマットにめりこんでいきます。）
床は、マットの重さと人間の体重を合計した力でマットを押し上げています。
（もしもそうでなければ、マットは床にめり込んでいきます。）

ここで、
・マットを、鳥がいる高さより下側の空気全部だと思ってください。
・人間を、鳥だと思ってください。
・床を、箱の下面だと思ってください。

ご質問文に、
「空気という、触れないものの上に鳥が乗っているだけ。」
とありますが、
空気（の分子）は、鳥の羽根に触りまくっていますよ。
羽根が空気を下方向に押しています。それによって、鳥自身は上の方向へ上がろうとする力を得、重力で落ちる力に逆らっています。
上がろうとする力と重力とがトントン（引き分け）のとき、同じ高さに浮かぶ状態を持続できます。

お礼

分かりました！！！！
(((≧(≧∇(≧∇≦(≧∇≦)≧∇≦)∇≦)≦)))

空気は分子でできているので、その分子事体が重さとして加算されているのですね？
一つ一つに丁寧に説明していただいたので
ゆっくに読み直して理解できました＾＾
さっそく明日、同じように理解できていなかった知人にも教えてあげます＾＾　有難うございました＾＾

回答No.4

saisho_wa_goo

鳥が飛ぶ（宙に浮く）ためには、鳥の体重の分だけ、絶えず空気を下に掻き下ろしていなければなりません。
掻き下ろされた空気は下に向かって進んで行き、床や地面を押します。その押す力は、鳥の体重と同じになります。よって、鳥が飛んでいても箱の底に（地面に）止まっていても、床や地面が下向きに押されている力は同じになります。
飛んでいる鳥が上昇すれば、また上昇速度が大きいほど、床や地面が下に押される力は体重以上に大きくなり、鳥が下降している時は床や地面が押される力は小さくなります。急降下などでほぼ自由落下をすれば、地面が押される力もほぼ０になります。

ヘリコプターでも全く同じなのはお分かりと思いますが、分かり難いのが飛行機ですね。飛行機でも結果的に全く同じです。
飛んでいる飛行機の主翼の後ろでは（飛行機が飛び過ぎていった直後では）、やはり空気が下に押し下げられていて、その力は飛行機の重さと同じになります。
ただ、地上に到達するまでには広い範囲に拡散されてしまうので、地上に居ても何の変化も感じませんが、拡散された全てを合わせれば、飛行機の重さに等しくなります。

回答No.3

Cupper

箱の中にある物質の質量は変わっていませんから重さは変わりませんよ

鳥ではなくコップ一杯に入れた水の上に浮かべた一円玉を想像すると分かりやすいと思います
一円玉が浮かんでいても沈んでいてもコップと水と一円玉の重さは変わりませんよね

お礼

有難うございます。
どうも、液体だと理解できるのですが、気体になると、意味が分からなくなってしまうんです
(T＾T) クゥ～!

回答No.2

sanori

箱の大きさは、あまり関係ないですよ。（箱の壁に横方向に圧力がかかる場所が変わるだけです。）

浮かんでる風船を下から息をふーふーして、風船の高さを一定に保つ状況を考えてみましょう。
息を出している人は、上に息を出すことによって、作用反作用の原理により、体重より重い力で、体が床に押し付けられます。
床の代わりに体重計に乗っているとすれば、息ふーふーの分、体重が重く計測されます。

真空の宇宙空間にある人工衛星の例を挙げますと、人工衛星の軌道を微調整するための推進力は、進ませたい方向と逆の方向に粒子を噴射させることによって得られます。

お礼

回答有難うございます
箱の大きさは関係ないのですね＾＾

sanoriさんが書いてくださった例は分かりやすく理解できるのですが
この例と、飛んでいる鳥との関係がまだ理解できなくて
(ToT)ダ-
すみません。

回答No.1

u-don

その鳥が箱の中で飛ぶということは、その鳥を浮き上がらせている力が下にかかっているということです。
納得できないようなら以下の方法で実験してみましょう。
用意するもの
秤・コップ・水・糸・（水に沈む）物質
(1)コップに物質を入れて水を注ぎ秤を観測します。
(2)コップと水は同じ状態で、物質に糸を付けてコップの底から少し浮かして秤を観測します。（※このとき物質が水から出ないように注意すること）
(1)と(2)では観測結果は同じになります（糸の質量は無視）
原因は浮力によって起こるのですが、鳥の入った箱も同じことです。
周りの物体が液体か気体かというだけの違いです。

お礼

早速の回答有難うございます。
液体なら、理解できるのですが、気体だとどうしても理解できなくて・・。

例えで、水槽の中を泳ぐイルカと、沈んでいるイルカも同じ重さ。
と書いているのも見かけたのですが、なぜそれが同じ例えになるのかが分からなくて　（;^-^A