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※このウェブページは中学校理科3年の学習内容です。<3年p.246>

発展 ここにも等速直線運動 ─雨粒 ,スカイダイビング─

 雨粒が空から落ちてくるとき,重力を受け続けて速さがどんどん増し,地上に落ちてきたときにはとんでもない速さになってしまわないでしょうか?

 上空1000 mから落下した半径1 mmの雨粒の速さは,もし空気の抵抗力がなければ,エアライフルの弾丸並みの秒速140 mという速さになります。しかし,実際には,雨粒が速くなるほど受ける空気の抵抗力が大きくなり,秒速6〜7 mになったとき重力と空気の抵抗力による力がつり合います。力がつり合うと,慣性の法則により等速直線運動をするので,雨粒は秒速6〜7 m(時速21〜25km)のままで地上に落ちてきます。ただし,雨粒の大きさによってこの値は変わります。

 航空機から人が飛び降りるスカイダイビングではどうでしょうか。人にはたらく重力と空気の抵抗力による力がつり合うので,やはり,途中から等速直線運動をします。ただし雨粒に比べるとかなり速く,およそ秒速50〜56m(時速200km程度)です。パラシュートを開くと空気の抵抗力が増し,秒速5〜6 m(雨粒の速さ程度)に減速したときに再び力がつり合って等速直線運動に変わります。この程度の速さで地上に降り立てば,安全であるといわれています。

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