エレベータの中の垂直抗力

私がこのビデオでしたいことは異なるシナリオで垂直抗力がどんな風になるかについて 考えることです 私の3歳半の子がエレベーターが大好きなのでちょっとこれに焦点を当てると思います さてここには4つのシナリオは描きました ここではこの順番でこれらのこったと想像しましょう ここにある最初の頭ではそう クドは 速度はゼロだと仮定します そしてこれはエレベーターが静止していると考えてもいいですねまたこのビデオの話す ことは垂直をこの地でだけです それがここで扱う唯一の次元ですするとこれは0メートル毎秒で動いていますまたは 動いていないと考えることもできます さてこれはあなたに分ける書くかもしれませんがこの頭脳粉の加速度は0メートル毎秒 のに場ですね と私が透明なエレベーターに座っているとしてボタンを押します するとこのエレベーターが上の方向に加速を始めます するとこのビデオでここにある物スクリーンのここにあるものですけれども ここでは加速度が2メートル毎秒だとしましょう そしてここでの寛容では性を上向きとしますまたは不は下向きです ここではこのひとつの次元だけを考えますにメートル毎秒の j 単位ベクトルと書くこともできますねこれでどの方向に動いているかも言えます j をつける理由はこれが上方向に動いているということがいえるからです そして1秒経ったとしましょうそしてこの得る状態になりました ここには速度がなくてここでは動いて加速していますおっとこれは2メートル毎秒ん 以上ですね直しておきますか速度なんで にメートル毎秒のに場ですね ここには加速度かあってそれは1秒を行いましたすると1秒後には加速がやんだんです ねするとこの図では 加速度は0メートル毎秒以上になって j 方向です魔ゼルなで中国が無くても構い ませんね しかしここには速度があります簡単のためにこちらの頭では1秒間経過したとし ましょう するとここでの速度は2メートル毎秒の j 方向 また上方向になるでしょう そしてこれがこの状態は10秒間2いたします ここでは少なくとも一定の速度がありますね 授業立つので20メートル移動をします少し移動した後にまた加速度が変わります今度 は目的の買いに近づいたのでエレベーターが減速する必要がありますね ずっとその加速度はマイナスにメートル毎秒に場で j 方向だとしましょう すると今実はした方向に加速しています 静止状態にするために良いそうクルーを落とします さてここで私が考えたことはこれらの状況での垂直抗力ですそれはこれらの状況で エレベーターの床が私に作用する力のことですね 私たちは地上に近いところでエレベーターを操作していると仮定しますここでは地球 表面近くでエレベーターに乗っていますので私は地球からある16で惹かれていて そして地球は私からある16で惹かれています ここでそうですね計算が簡単になるようにしたいと思います例えばこの子の私は小さな 子供だとしましょう 私は10キログラムあるとします たぶんこれは私の息子商店私の息子は12キロありますけどね でも簡単なるように10キロにしましょうそうですねはっきりさせておきますけども彼 の重さが10kg ではありません それは間違いです彼には10kg の出漁があります重さじゃなくてしているようです 重さとは重力による力のことで質量とはものは量ですね しかしこれはまああまり厳密な定義ではありません するとエレベータの中の個の質量が10kg ですでは重力はどれだけでしょうか または他の考えではこの人の重さは何でしょうか この図でここにかかる力はその質量をかける 地球表面近くの重力場 9.8m 眉毛のに場ですねここに書いておきましょう 地球表面近くの重力場は 9.8メートル毎秒のに場ですそしてこのマイナスはこれが下向きということを表して います そしてこれ20kg をかけます下向きの力 重力は10かける 重力の力というのは10かけるマイナス9.8メートル毎秒のに重要ですねすると -98ニュートンになります これは j 方向を向いていると言いましょう ここでの重力による下向きの力は何なるでしょうか そうですねこれは同じことですねまだ地球の表面近くにいますここでは16ばほぼ入っ ていると仮定します ただし地球の中心からの距離はほんの少し変わったこともまあわかっていますけれども でも地上にいるとき私たちは地球の中心との距離砲一定と考えます そこで16日からもまったく同じですねこちらも同じですね もちろんこの人の質量この子の質量は建物何回か上下するられたが変化しないでしょう ねもうするとこれらそれぞれの状況で下向きの重力の力は同じですここにある最初の 状況ではこの人には加速度はありません どの方向にも加速度がない場合 そうですねこれは数チョコだけを考えていますけれどもその場合には正味の力はあり ません家族ではないので照明の力はありません これはニュートンの運動の第1法則から来ていますしかし正味の力がないということは 何か力があるはずですねこの重力を打ち消す力が何かある必要があります なぜならもし何も他 力がなければ重力という庶民の力があってこの子は地球の中心に向かって沈んでいく でしょうね するこの場合エレベーターの床にこの子を支える力があります するとその力はこの 重力と等しい大きさで反対向きのものになるでしょう そしてこの場合それはこの垂直抗力になりますね この場合垂直抗力は98ニュートンで j 方向を向いています するとこれらは完全に家消せます この人には薔薇の力はかかりませんするとその一定の速度ゼロを保ちますね さてこのひとつ右の場合には正味の力は何なりますか この人は家族しますねここには加速度があります すると何らかの薔薇の力があるはずですね ではこの子にはどれだけの薔薇の力がなくてはいけないのかについて考えましょう 薔薇の力はこの子の質量を10kg かける 10kg かけるこの子の加速度 かけるにメートル毎秒の場ですねそれは20kg メートル毎秒の事情に等しいですねそれを上向きの20ニュートンです 20ニュートンのウェア方向が正味の力になります 重力にある力はもうあってそれは98ニュートンでした方向ですねそれはこちらと同じ ですね こちらと同じです98ニュートンで下向きです 静止しているためにはこの下向きの98 new とも打ち消す必要があります しかしここではさらにまた22頭が上向きにあるはずですね するとここではこのエレベーターがこの子を にメートル毎秒の以上で上向き に観測するための力も必要ですここでの正味の力は生の20ニュートンでした または20ニュートンで上向きですね またこれを考え他の方はも4-98 new と誇りあればそれを打ち消してさらに 20ニュートンが西の方向に必要だということです ですからこの垂直抗力は118 ニュートンが j 方向になるでしょう 勝訴そこではエレベーターは親方向に加速しています 垂直 効力は以前よりも20ニュートン大きいですね そしてそれがこの子が加速できる理由です ではこちらの状況を考えてみましょう ここでは加速ではありませんしかし速度はありますね こちらは政治状態でこっちには速度があります するとあなたはこう考えたくなるかもしれませんまだ上に動いているのだから こちらの静止状態にも大きな力があるんじゃないかと こちらには上向きの速度がありますしかし ニュートンの運動の第1法則思い出すくださいもし一定の速度であるバス はゼロの一定速度が膨れますけれども正味の力はありません ここにあるこの子には一度この状態になると松編みの力はこちらと同じに見えるように なります 実はこちらのエレベーターカーこちらのエレベーターのどちらでも 中にて外が見えないと違いは分かりませんあなたは加速度は感じることができますけど も 外が 見えず参照府連もなければあなたの体自身は 速度自体を感じることができないからです するとこの子はこれが静止しているのか一定速度なるかは分かりません こちらは体が何か圧縮されたような感じを受けます 私たちの感覚器は加速度を感じることができます しかしこちらでは最初の状況と区別できません そしてニュートンの運動の台帳ソクはその時正味の力はないと言いますするとこれは 最初の状況にてますね垂直抗力 うんエレベーターがこの子に左右する力は重力による下向きの力と同じ大きさです ですからこの垂直抗力は98ニュートンになります 完全にした方向の力-98ニュートンをキャンセルする j 方向の力ですね では目的の海に着いた時には何が起こるでしょうか もう一度ここでの正味の加速度は -2メートル毎秒のに場です すー ずっと付の加速度がありますねちょっとここの薔薇の力をなになりますか この正味の力はこの子の質量10kg かける -2m 枚ベル以上ですねこれは j 方向 示していますこれ jo 子ですね こちらもじぇじぇーは数直後動きのベクトルだということを思い出してください すると-2メートル毎秒のに場で j 方向ですね j 方向 そしてこれはマイナス 20kg メートル枚分以上の j 方向に等しいです または j 方向に2-20ニュートンですね するとこの正味の力は-20ニュートンですねさて16いる-98ニュートンがじゃあ ここにあって ただこれは完全には打ち消されませんねなぜならこの子が減速する間にはまだマイナス の正味の力があるからです そしてマイナスの正味の力はマイナスの27で ここには 78ニュートンの垂直抗力だけになります これは重力による力を20ニュートン残して打ち消す力ですねそこでは垂直抗力は j 方向に78ニュートンになります 私はこれについてあなたに考えてほしいです次にあなたがエレベーターに乗ったときに は実際にこれについて考えてみましょう 何かが起きていることをあなたが感じるのはエレベータが加速 または減速している時だけです上に加速してときには少し体が重くなったような感じが あるでしょう そして減速したときには少し軽くなったような感じが でしょうどうしてそうなるのかを考えてほしいです しかし一定速度で動いている間または静止する時にはあなたはこの惑星の表面のどこか に立っていると全く同じ感じを受けるでしょう