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乗ったエレベーターが
すごいスピードで 下がり始めるとします
下り始めた瞬間に ジャンプするとどうなるのでしょうか?
天井に頭を打つ? イタタタタ
それとも エレベーターが 止まるまで中に浮いたまま?
それでは少しずつ 見ていきましょう
まず 体重計について 考えてみます
体重を量る普通の体重計です
体重を量るときは
2つの力が働いています
1つ目は身体を下に 引っ張っている重力です
もう1つは体重計からの 押し返す力です
えっ? 体重計が押し返す なんて知らなかった?
もちろん 押し返しています さもなければ今頃地面の中です
この力は垂直抗力と呼ばれ 常に働いています
体重計の上に立っているだけでは 動きはありませんから
つまり加速していないということです
ニュートンの運動の第二法則によると F(力) = m (質量) X a (加速度) ですから
加速度がゼロであれば 働いている力の合計もゼロのはずです
つまり 身体を引っ張っている重力は 体重計からの押し返す力と等しいのです
次に エレベーターの中で体重計に 乗っているところを考えてみます
まず エレベーターが 停止していれば
乗っている人も体重計も 停止しています
2つの力が同じ強さで 逆向きに働いている状態です
体重計の数値を見れば 押し返す力がわかります
この数値があなたの「体重」です
次に エレベーターが 下降を始めます
乗っている人と体重計は エレベーターと共に下降を始めます
どんどん加速してきます
つまり あなたも下向きに 加速しています
この場合 加速度と同じ方向― 下向きの力が働いているわけですが
重力は変わらないので 体重計からの力が減ったことになります
ですから体重計の数値も 少し減ります
エレベーターが速くなれば それだけ押し返す力は弱まります
ではジャンプしたら? 下降が止まるでしょうか?
天井に頭を打つでしょうか?
さて エレベーターを下に 引っ張っているのは? 重力です
人も引っ張られるの? もちろんです
ですからエレベーター内の 相対位置は変化しません
天井までジャンプしなければ 頭を打つことはありません
考えてみましょう もしエレベーターが 加速上昇したらどうなるか?
さらに恐ろしいことに 誰かが エレベーターのケーブルを切ったら
いったい何が起こるでしょうか?
考えてみてください