重要な概念
* 重力による加速(g): これは、地球の表面近くの一定の値(約9.8 m/s²)です。これは、すべてのオブジェクトが、質量に関係なく、速度で同じ変化率 *を経験することを意味します。
* 速度: 速度は、オブジェクトの動きの速度と方向です。
* 空気抵抗: これは、空気中のオブジェクトの動きに反対する力です。オブジェクトの形状、サイズ、速度などの要因に依存します。
なぜオブジェクトが同じ速度で落ちないのか
すべてのオブジェクトは重力のために同じ加速を経験しますが、空気抵抗が重要な役割を果たすため、必ずしも同じ速度に落ちるわけではありません。
* より重いオブジェクトと軽いオブジェクト: ボウリングボールのような重いオブジェクトは、同じ高さから落とされた場合、羽のような軽いオブジェクトよりも速く落ちます。これは、より重いオブジェクトがより多くの慣性(動きの変化に対する抵抗)を持ち、空気抵抗の力がそれにあまり影響を与えないためです。
* 形状とサイズ: 空気抵抗は、オブジェクトの形状とサイズに強く影響されます。たとえば、パラシュートは、空気抵抗を大幅に増加させ、飛行機から飛び降りる人の降下を遅くします。
真空実験
この古典的な例は、真空チャンバーに羽とハンマーを落とすことです。空気抵抗がない場合、両方のオブジェクトが同じ速度で落ち、同時に底に当たります。これは、重力による加速が一定であり、すべてのオブジェクトに等しく適用されるという原則を示しています。
結論
*すべてのオブジェクトは、地球の表面近くの重力により同じ加速を経験します。
*ただし、空気抵抗は、オブジェクトが落ちる速度に大きく影響し、異なる質量、形状、サイズを持つオブジェクトが異なる速度で落ちます。
*空気抵抗がない真空では、すべてのオブジェクトが同じ速度で落ちます。