質問: 自由落下運動について教えてください 授業で自由落下運動の実験をすることになりました。高校のときに物理学をとっていなかったので、よく分かりません。学校の図書館で資料を調べたんですが難しすぎてわかりません。わかりやすく説明してくれると助かります。
回答: 数式を用いた自由落下運動の考え方は、nakaさんの説明のとおりですので、イメージについて、書いておきます。 地球上の物質は、全て、地球の重力(万有引力)によって絶えず引っ張られています。ですから、地面の上に人はたっていられるのです。(もし無ければ、空中にぷかぷかと浮いてしまいます。) 下に支えるものがあれば、その上で止まっていることができるのですが、支えるものが無いと重力によって引っ張られているので、そちらに向かって移動していきます。 ところが、この重力という引っ張る力は、物質が静止(とまっている)していようが、運動していようが関係なく働きます。そのため、引っ張り続けられて、引っ張っている地球の方にどんどんと動きが速くなっていくのです。 これは、車が止まっていた状態から、アクセルを踏みっぱなしにしたのと同じ現象なのです。 でも、どんなにまっすぐな道でもどんなに高性能のくるまでも、いつまでも速度が上がるわけではありません。あるスピードになってしまうと、加速が止まります。それは、空気などの抵抗によってスピードが上がらなくなるのです。 このことは、地球の重力による自由落下についても同じことがいえます。ですから、空気抵抗の大きな羽などは、直ぐにスピードが上がらなくなり、ふわふわと落ちていくのです。 ですから、nakaさんの示してくれている式も空気抵抗が無い場合として、考えた物です。でも、鉄球などの落下の実験をしている時は、ほとんど影響がでないので、空気の抵抗がないものとして、nakaさんの示した式で計算ができるのです。