力学

鉛直投げ下ろしと自由落下

今回は実際の落下運動をどのように扱ったらいいかを考えましょう。 前回のおさらいですが,落下運動は加速度 g の等加速度運動ということでしたね♪

等加速度運動である以上は,以前やった3つの公式が適用できるはずです!!

具体的にみていきましょう。

①鉛直投げ下ろし(鉛直下方投射)

「鉛直」という言葉は日常生活ではまず使わない単語ですが,重力がはたらく向きのことです。

まず,物体を鉛直下向きに投げ下ろす運動を考えましょう。 これを「鉛直投げ下ろし(鉛直下方投射)」といいます(そのままw)。

この図をよく見ると………

鉛直投げ下ろしの図は,以前やった横向きの等加速度運動の図と似ています。 似ているどころか,見る向きを変えたらほぼ一緒!!

違うのは加速度 が重力加速度 になってることぐらい。

(※注:縦方向ということで軸をy軸にしています。xでもいいですが,多くの教科書でy軸を採用しているのでそれに倣いました。)

向きが違うだけなので,鉛直投げ下ろしの公式と等加速度運動の公式は同じ形をしています。(まとめノート参照)

落下運動において大事なことは「落下=等加速度運動」という点。 つまり,落下運動の公式はすべて等加速度運動の公式がベースになっています。

このあとも落下運動の公式がいくつか登場しますが,同じ形をしている公式を,その都度暗記するのは効率が悪いです。

そこで,落下運動では「等加速度運動の公式をベースに,自分で公式を導けるようになる」ということが大事になってきます。 この辺りのこともまとめノートに書いておいたので,よく確認してください。


②自由落下

静かに(初速度0で)物体を落としたときの運動を「自由落下」といいます。 簡単に言えば「鉛直投げ下ろし運動で初速度を0にしたもの」が自由落下です。

初速度のちがい以外は投げ下ろしと変わらないので,自由落下の公式はかなりシンプルな形になります。 これもまとめノートで確認しましょう。

今回のまとめノート


ところで,自由落下は英語に直訳するとフリーフォール。 そう!よく遊園地にある垂直に落ちるアトラクションです!!

今度フリーフォールに乗る機会があったら,ぜひ今回の話と公式を思い出してください!(私は絶叫系は苦手なので乗ったことありません。。。)

今回の内容はここまでですが,理解を深めるためにぜひ問題演習にもチャレンジしてみてください!

【演習】鉛直投げ下ろしと自由落下鉛直投げ下ろしと自由落下に関する演習問題にチャレンジ!...

次回予告

落下運動は次回もまだ続きます!

鉛直投げ上げ真上に投げ上げた物体は最高点に到達した後,折り返して落下します。一見難しそうですが,大事なのは,空中にある物体は重力だけを受けているということ。 つまり投げ上げも等加速度運動です。...