エレベーターの床に体重計を置き、その上に立っています。エレベーターが上昇を始め、途中で一定速度になり、最後に減速して停止しました。エレベーターには窓がなく、階数表示も見えません。
質問: 体重計の表示は運動中どのように変化しましたか？また、あなたは今、最初より高い階にいますか、低い階にいますか？
回答: 上昇開始時に体重計の値は増加し、一定速度時は通常の体重を示し、減速時に減少しました。最初より高い階にいます。
理由: エレベーターが上向きに加速する際、床からの垂直抗力は重力と上向き加速度の両方に対抗する必要があるため増加します。これが体重計に表示されます。等速運動中は加速度がゼロなので通常の体重を示します。上昇の最後に減速する際は、上向きの速度を減らすために下向きの加速度が生じ、垂直抗力が減少します。この力の変化パターンから、エレベーターが上昇したことが分かります。下降の場合は力の変化パターンが逆になります。