質問: 物理の問題 エレベータ中で、バネ定数kのバネに質量mのおもりをつり下げる。 (1)重力加速度をgとして、静止した状態でのバネののび⊿xを求めよ。 これは⊿x=mg/kという答えになることは分かりました。 (2)一定の加速度αでエレベーターを上昇させたところバネの伸びは静止した場合の伸びの1.3倍になった。αは重力加速度gの何倍になるか求めよ。 (2)の説明をお願いします。
回答: (2)加速度の向きは題意より上向きです。 ということは、エレベーターにいる人から見れば、 物体は静止しているから、重力と弾性力と慣性力とがつりあっているようにみえる。 弾性力は上向き、大きさフックの法則よりk*1.3mg/k=1.3mg 重力は下向き、大きさはmg 慣性力は下向き、大きさはmα 3力がつりあっているから、 mg+mα=1.3mg ∴α=0.3g よってαは重力加速度の0.3倍。 補足)エレベーターの外にいる人から見た場合は、物体には弾性力と重力が働いており、 加速度αで等加速度運動しているようにみえるので、運動方程式より、 (弾性力)-(重力)=mα という式が成り立つ。 この式を使って問題を解いても結果は当然同じになる。 1.3mg-mg=mα α=0.3g 同じ現象でも、観測者の場所によってその現象の解釈は異なりますが、結果は物理では 同じになります。