風船には、風船を構成している物質の重量があり、浮力と、この風船の重力が同じであれば、風船は浮かびませんし、仮に浮いているとすると、前方にも後方にも動かないことになります。風船のなかの気体の比重が、空気に較べて軽い場合にも、「前方」には動かない場合があるのです。(重さのない風船でも考えないと、陰陽のような結論にはなりません。一般人相手なので、適当に答えればよいというお考えでしょう)。次に、もう少し複雑な話になります。実験をしてみると、風船は前進方向に動いた、だから、風船は車体が加速されると前方方向に動くとは、必ずしも云えないのです。現実には、車中には空気があり、この場合、風船のなかの気体の比重の大きさで、浮力が変化します(純粋な一種類の気体とは限らないからです。ヘリウムに空気が混じった気体でも風船は浮かびます)。これは浮力とも関係するのですが、風船の大きさがどれぐらいかで、問題が違って来ます。(大きければ、前方に動く時、空気抵抗が大きくなります)。これは風船の材料は普通はゴムだと思いますが、市販品では、ゴムではなく、合成樹脂を薄くした風船もあります(こういう風船は、しぼんでも小さくなりません)。合成樹脂もゴムも厚さは色々で、風船自体の重量も色々になります。あったのですが、Fが、以上の色々な条件で変化すると同様、θも、加速度の大きさで変化します。時、風船は、後ろ向きに動く以上のようになり、一概に、「前向き」に動くとは云えなくなります。ここでの場合は、風船のなかの気体の比重が、空気よりも小さい場合です。FやHになるので、問題なく、後者は、極端には、細長い四角柱で、乱流等はないと、考えてもよいと思います。以上の場合分けで出てきている変数の根拠は、「加速度運動する」「風船である」というところから出てきているので、無理な条件を設定しているのではありません。22:44guiterさんやgatorさんの考え方が基本的には正しい様に思われます。starfloraさんは加速時の空気圧差が発生する時の流動に伴う風船の動きを気にされているようですが、これは加速度の時間微分項に関係しますので無視しても構わない様に思います。気にしなくてはいけない点は空気にも慣性力が働いている点でしょう。(圧力差が生じることに着目していますから、無視少であるとは思っていないと思います。)前の回答にもありますが、膨らました風船全体の密度が空気よりも低い場合、その慣性力は「空気」>「風船」となりますので、空気の方が車体の加速度方向と逆の位置に残ろうとします。相対的に風船は加速度の方向に浮力を受けたように振舞うのです。gatorさんのような実験をされても面白いと思いますが、「坂道を走行している車内」をイメージされると良いのではないでしょうか?(等)加速中(=車体が前方に加速している)では坂道を登っている系と同じですね。風船は前方に傾き、逆に減速中(=車体が後方に加速している)は坂道を下っているのと同じ系ですので、風船は後方に傾いて見えます。この回答は質問内容を「密閉された車内に糸で固定された風船が、(等)加速中にどちらに傾くか?」と同じとして回答しています。さん;>気体の比重によって、前の場合と後ろの場合がるなど、>「あてもの」をしているのではないので、適当なことを言うべきでなく、>十分に考えた上で、答えるべきです。一応専門家として適当ではなく真面目に解答したつもりです。風船の中身が空気の比重と近い微妙な場合は除いて、ヘリウムガスの入った風船などだとやはり前方に傾きます。さんも仰っておられるように簡単な実験が可能です。ペットボトルに水を満たし、その中に水より比重の小さい木片などを入れます。ボトルのキャップ側をつかんでふりまわすと、木片はキャップ側によってきます。この実験でも本質は同じですが、一応バスで実験を行なった例を見つけましたので参考にしてください。20:27力学的に、明確な説明を、ある程度説得の行く形で述べるのではなく、思いつきのように、風船は前に進むとか、気体の比重によって、前の場合と後ろの場合がるなど、「あてもの」をしているのではないので、適当なことを言うべきでなく、十分に考えた上で、答えるべきです。見解が食い違う場合、自分の答えをよく省みる必要があります。風船は慣性の法則で、進行方向より後ろ向きに力が加わるように思える......これはよいです。重力とこの力が合成されると、下斜め後ろ向きの方向の力となるので、浮力の力の方向は、上斜め前向きの方向になり、風船は前向きに動くなどというのは、よくよく図に書いて考えてみるとおかしいということが分かるはずです。浮力というのは、翼の揚力などとは違い、周りの物質の比重との差から生まれる、「重力と反対方向の力」です。軽いものは、浮力が働くというより、まわりの物質が重力で引っ張られているのに対し、そういう重力がかからないので、見かけ上、まわりの物質が静止しているなら、それに対し、浮かび出すので、まるで、上向きに力が加わったように見えるので、別に上向きに力が加わっているのではないのです。まわりの物質が、比重が大きいので、下向きの力を受けているので、相対的に、下向きの重力の力が弱く、その差が「浮力に見える」のです。浮力は、重力と同様、重力と反対の方向に働きます。従って、風船の場合、下斜め後ろに力が加われば、垂直上向きの浮力の力の成分が、この下斜め後ろ向きの「線」に平行な成分と垂直な成分に分けられ、線との水平成分が、下斜め後ろ向きの力と釣り合い、他方、垂直成分は、絵に描くと分かりますが、「上斜め後ろ向き」に働きます。浮力の成分は、風船を後ろ向きに引っ張るのです。物体に、「進行方向向きの力」が、どうやって発生するのかです。この基本的なことを考えれば、進行方向向きになど、風船が動かないのは自明のことです。電車が加速度運動を始めると、後ろに倒れそうになった人が、足を踏ん張ると、その人の筋肉の力で、電車の運動よりも前向きの力が出てくることがあります。この場合、一種の「外力」が加わっています。車が加速度運動していても、あまり極端な大きさでない場合、人は、進行方向へ、電車内で前に歩くことも、走ることもできます。これは、足の裏と車体の摩擦で、反動力を身体に加え、前向きの加速度を得るので、人間の筋肉の力という「外力」なのです。何もしない風船に外力はありませんし、糸の引っ張りの力と、重力、浮力の影響は上で説明しました。それ以外に力がない以上、「前に動くことはない」のです。している場合、均衡を保ちます。風船は大きさのあるものなので、その前方向と後ろ方向の僅かな圧力差で、僅かに前向きに動きます。これは、車両内の空気の移動が終了し、定加速度運動において、圧力分布が均衡した場合です。>動き出したら風船は進行方向に対して、どちらに動くか?質問は、「動き出した時」の風船の動きを尋ねているので、加速度運動を始めるや、車両を貫通して、ゆっくりした空気の流れが、電車内のすべての場所で、車両後部に発生するので、この「風」に押されて、風船は、進行方向と逆の後ろに動くのです。この場合、電車内部での、空気の動きを遮るものとか、乱流を発生させるものとかは、理想化で無視しています(また、不規則な車内構造で、温度差なしで、対流が生じるというのも、なしにしています)。現実には、かすかであっても乱流が起こり、風船は位置次第で、横に動いたりするかも知れません。圧力均衡の後の、圧力差による、空気の前向きの動きというのは、「反作用力の蓄積」です。均衡に近づいて、風が弱まると、浮力によって、最初、後ろ向きに少し動いたのが、前向きへと動きが戻ります。空気流の大きさ、風の強さは段々減って来るからです。動き始めた時には、風船は、後ろ向きに少し動くのです。ポイントは、風船は、水平方向の運動では、まわりの空気と一緒に動くということです。風船が水平方向に動くには、空気の圧力に抗して、何かの外力が必要になるのです。いう外力は、慣性運動の結果、車体の加速度運動に対し、抵抗する力がそうですが、この力は確かに風船のなかの気体の比重によって異なるとは言え、「進行方向向き」には働かないのです。風船はまわりの空気と一緒に運動し、空気が後方に流れるので、風船も、後方に動くのです。15:02面白い質問ですね。異なりますが簡単にできる実験があります。口の広いビンの中に水を満タンに入れます。端にコルクなど水に浮くものを付け、フタをして、さかさまにします。水の中にコルクが浮こうとするのでひもがピンとはるはずです。これを動かすと、、、コルクは進行方向に移動します。予想と違う動きをするので見ていて面白いと思います。この時、ビンの中に空気が入らないほうが視覚的に面白いです。これは、加速度をもった座標系から観察した場合には逆方向に加速度を持ったように見えるという法則のためで、上の場合、重力を合わせると進行方向後ろ斜め下に力が働くので、浮力はそれと逆向きになるということです。この類推から「風船は進行方向に動く」と思ったのですが、もう少し厳密に考える必要があります。電車が動き始めた時、風船も風船のまわりの空気も静止しつづけようとします。(慣性の法則)したがって、風船は進行方向後ろ側に動き、糸に引っ張られるようになるでしょう。電車ではなく、外で風船の糸を持って走るのと一緒です。風船のまわりの空気は静止し続けられません。付近の空気はその壁に押されて前方に移動し始めます。うしろの壁のあたりは圧が高くなります。そのようにして、いつかは風船のまわりの空気にも影響が及ぼされ、冒頭でお話したように前方に動きます。風船が後ろに動く「慣性の法則」も裏を返せば、「加速度を持った座標系から観測した場合逆向きの加速度が、、、」と同じことですよね。両者の関係が頭を混乱させていました。考えると、風船が後ろに動くのは、風船と空気が完全に静止した状態です。風船が前に動くのは電車の中の空気が電車と一緒に移動している場合ですね。電車の床に置いたボールはまず、後方に転がります。これが風船が後ろに動くことに対応します。ボールはそのうち後ろの壁にぶつかり、壁にくっ付いたまま電車と一緒に移動します。これが風船が前方に動くことに対応します。これですっきりしたのではないでしょうか?ただ、時間的にどうなのか?については詰めきれていません。どなたか回答お願いします。金属、半導体の抵抗の温度変化について物理(高校の力学)の問題で面白い問題をください4グーグルの音声入力が勝手に起動する。金属、半導体の抵抗の温度変化について物理(高校の力学)の問題で面白い問題をください4グーグルの音声入力が勝手に起動する。正孔と電子がなぜ同方向に動くのですか?7雷、光の走る方向と電子の移動する方向は同じか8物理の問題です。回答数ランキングです。・本当は知りたい、発毛体験のあれこれ。時間が終わらないのなら起こり...発熱量の換算方法を教えてくだ...4いんちき相対論が100年もった理...5テコの原理を使った道具を教え...6【超臨界流体っていつ学校で習...7【物理化学のSI単位系って何で...8眠れなくなる科学の話ってあり...9リーマ加工とH7穴の指示の違い10アクアって、いい車だと思いま...11コンセントへ流れていった家電...12角パイ・単管パイプの耐荷重を...13N巻きコイルとソレノイドコイル...14宇宙の終わりでは完全な無にな...15振動周波数について詳しい方お...16二つの誘電体からなる円筒の静...17崩壊しなく永遠に存在する素粒...18そもそも「時間」とは何なので...19流量と差圧の関係20なぜ大地震は夏ではなく冬に起...発熱量の換算方法を教えてくだ...流量の計算式。いんちき相対論が100年もった理...4テコの原理を使った道具を教え...5角パイ・単管パイプの耐荷重を...6リーマ加工とH7穴の指示の違い7そもそも「時間」とは何なので...8鋼板の曲げ応力について9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