羽毛と鉄球
落下速度が速いのは？

クッションの中に入っているような【羽毛】、フワフワしていてとても軽いですね。

一方、手のひらに収まるくらいの【鉄球】、こちらはずっしり重量感があります。


さて、同じ高さから落としてみたとき、先に地面に着くのはどちらだと思いますか？


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そうですね。重い鉄球のほうです。頭の中で映像をイメージすると分かるかと思います。


これは【空気抵抗】によるものです。

重さが軽く形が平らな羽毛の方が空気抵抗の影響を受けやすいため

下向きの重力に抵抗し、鉄球に比べて滞空時間が長くなります。





さて、では【空気が無いところ】だとどうなると思いますか？

空気が無い（真空）ので、とうぜん空気抵抗が働きません。

この場合、羽毛と鉄球はどちらが先に地面に着くでしょう。


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実はこの場合、二つは【同時に着地します】。

空気抵抗が無い場合だと、重さや面積や体積に関わらず

同じ高さから落としたものは同時に着地するんです。



このことを実験しようとすると真空空間を用意しないといけなくなるので大変ですが、

物理の公式を見ることから確認することが出来ます。


自由落下（空気抵抗を考慮せずに物体を落下させたとき）の、位置と時間の関係は

以下の公式で表されます。


y = -1/2×g×t² (y:物体の高さ、g:重力加速度、t:時間)


物体が着地するまで、つまり高さ（y）に関係するのは重力加速度（t）という定数と

時間（t）だけです。

ここに質量・重さに関する文字（「m」など）はありませんね。


つまり、重いものでも軽いものでも、真空中なら落下速度が同じだと分かるわけです。





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このように、物理の公式は現実を現わしたり、予想に役立ったりするものです。

公式と言うと計算問題に使うものというイメージがあるかもしれませんが、

上記のような文章問題でも大変役立ちます。

また、記号の選択問題でも公式を思い浮かべることで確信をもった解答を得られえることがあります。



公式をただの記号の羅列と思わず、現実を表す・予想できるものだという意識をもって考えてみてくださいね。