エレベーター問題：働く力を理解する

要約

この記事では、エレベーター問題と関係する力について調べます。通常力とそのスケールでの働きについて説明します。そして、エレベーターに乗っている場合の通常力の変化とエレベーターが加速する場合について、この知識を適用します。最後に、エレベーターが上昇する場合やエレベーターを保持しているケーブルが切断された場合に何が起こるかについて取り上げます。

目次

• 通常力とスケール
• エレベーターのシナリオ
• エレベーターの上昇加速
• ケーブルが切断された場合はどうなるか？

通常力とスケール

私たちがスケールに乗ると、私たちは2つの力にさらされます。重力が私たちを引っ張り下ろし、スケールが私たちを押し上げます。上向きの力は通常力と呼ばれ、私たちが床を通り抜けないようにするために必要です。もしスケールに押し上げられなかったら、私たちは床を通り抜けてしまいます。

エレベーターのシナリオ

エレベーターのスケールに立っている場合でも、通常力は働きます。ただし、エレベーターが落下し始めると、私たちとスケールもますます速く落下します。これは私たちが下向きに加速していることを意味し、加速と同じ方向にあるネット力があります。したがって、スケールは押し上げる力が弱くなるため、小さな数字を示します。エレベーターが加速するほど、スケールが押し上げる力は弱くなります。

エレベーターの上昇加速

エレベーターが上昇する場合、通常力は増加し、スケールはより高い数字を示します。ただし、エレベーター内の人の相対位置は変わらず、天井は彼らの頭に当たらないため、彼らが飛び上がらない限りはそのままです。

ケーブルが切断された場合はどうなるか？

誰かがエレベーターを保持しているケーブルを切った場合、エレベーターと中にいる人は重力の影響で自由落下を始めます。通常力は消え、スケールは0を示します。エレベーター内の人の相対位置は変わらず、彼らは地面に当たるまで無重量を体験します。

結論

エレベーター問題で働く力を理解することで、通常力がどのように働き、エレベーターが加速するとどのように変化するかをより良く理解できます。また、エレベーターが上昇する場合やエレベーターを保持しているケーブルが切断された場合に通常力がどのように変化するかも確認できます。