進行方向と逆向きになります。0が成り立ち、その符号の意味を考えると糸は前方に傾いていることになります。(F/g)√(a^2+g^2)の3つがつりあうことになります。あるかのような結果になります。相対論でいうところの等価原理ですね。最終的に定常状態になると前方に傾くことになります。私は普段は素粒子物理の研究をしており、院生以上の人間とばかり接しているのでこのような質問に答えるのがあまり得意でないのは認めます。質問者の疑問が解決するよう補足をチェックしたり最善は尽くすようにしているつもりです。顔も見えない私に対し、>「手抜き」または、「怠慢」>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という言葉はあまりにも失礼です。さんの後を受けて、整理してみましょう。密閉された普通乗用車と、シートに紐で繋がれた空気より軽い風船を使います。この問題は、まず、大きく2つの段階に分けることができます。1.車が動き始める瞬間この段階では、「慣性の法則」がメインになります。空気と風船はその場に取り残されて、車体だけが先行します。正確には紐が風船を引っ張ることになります。2.引き続いての加速(等加速とします)空気が車と一緒に動くようになった段階です。紐が風船を進行方向に引っ張ることはなく、ただ風船の動きを束縛しているに過ぎません。車は等加速運動をしていますから、車内の人から見ると進行方向と逆向きに「見かけの力」が働いています。空気分子や風船を構成する分子が、この見かけの力と重力と区別できるかというと、できません。そこで、見かけの力と重力の合力に対して「アルキメデスの原理」が働きます。この合力の逆向きに浮力が生ずるのです。この浮力は車の前方斜め上の向きですから、風船は前方に向かって動くことになります(紐の許す限り)。第1段階から第2段階まで、どのくらい時間がかかるのでしょうか。車の後部の窓が空気を押し始め、これが風船に到達する速さは音速であると思われます。秒ということになります。この時間に車がどのくらい動くか。いうわけで、第1段階は一般的には無視してもいいようなものです。「空気より軽い風船は前方に向かって動く」が答えとなります。非常に長い列車を使ってしまうと第1段階も無視出来なくなり、「慣性で後ろに動いた後、浮力で前に動く」となりますが、「前に動く」というインパクトが薄れてしまうので、是非小さい車を使っていただきたいと思います。01:29これ以上、この問題に関わる気はなかったのですが、力学的根拠を挙げずに賛成・反対というのは、おかしいのです。賛成多数で、力学の答えが決まる訳ではありません。わたしが提示したことは、色々な条件を考え、質問の範囲内での条件で、こうなるということを示したもので、違うと言うのなら、力学の式で示して下さい。実験で、前方に動いているというのを知り、わたしは考え直しているのであり、「答え」は決まっているというのとは異なります。登場したのは、先の式、間違っていたからです。式を間違うと、どこか別の所でも間違っている可能性があるので、自信なしとします。賛成だとか反対だとか、誰が正しいというより、わたしの式や考え方のどこがおかしいのか指摘してください。なる理由は、水平運動がどうであろうと、風船の浮力は一定で、紐で繋がれている時、浮力は制限を受けますが、本来の浮力は同じなのです。なり、両方を合わせると1と、これはつまり、浮力Fに戻っているのです。あたりまえのことです。わたしは考え方を示し、式を示し、その結果、こうなると言っています。違うと言うのなら、どこが違うのか、式のどこが間違っているのか、それを示してください。実験でこうなるという答えには、条件次第で、別の答えになるということを示したので、違うなら、どこが違うのかです。00:40私も基本的にはguiterさんやgatorさんの考え方でいいように思います。それから、>紐の造る線は、力の引っ張り合いなので、(-F+a)のヴェクトルの線で、風船は、均衡するため、>同じ線上で、上向きの力を作用させます。この力の源は、垂直浮力Fです。22:46なるほど、実験結果を見て、あらためて考え直してみて、力の方向について勘違いして逆に考えていたことが分かりました。貴方の回答については、先に述べたと同じ批判をします。「専門家」と名乗られているので、責任はもっと大きくなると思います。いう力学的機構でそうなるのか、という説明をまったくせずに、答えだけ書いていれば、「何故なのか」という理由が分かりません。一度考えてみた結果、貴方の答えは「間違っている」という結論が出ました。空気より軽い気体が気球に入っている場合の「力の作用」の方向について、わたしは、説明し、次のように記しました:>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。ここで基本的な勘違いをしていました。それは、車体が加速度運動すれば、シートも同じように動き、シートと紐で結ばれた風船には、どういう力が働くかの説明です。最初の静止状態での風船の安定状態の場合、力の釣り合いは、浮力Fに対し、シートとの紐の引っ張りの力「-F」で、釣り合っていたのです(Fはヴェクトルです)。そこで、加速度運動を始めると、シートは前向きに加速度運動をし、風船は、空気との関係はここでは置いておくとしますと、紐から伝わる「引っ張り力」が、「-F+a」となります(aはヴェクトルで、電車の前進方向が+です)。紐の造る線は、力の引っ張り合いなので、(-F+a)のヴェクトルの線で、風船は、均衡するため、同じ線上で、上向きの力を作用させます。この力の源は、垂直浮力Fです。この力を、最初の紐の引っ張りの力を逆向きに考えてしまったので、後ろ向きの力が発生するとしました。これは明らかなわたしの間違いです。すると、別の問題が起こってきます。色々な、細かい条件が指定されていないとしても、この質問の話は、地球上で、空気のある空間で、空気よりも軽い気体の入った風船についての問題だということは確かだと思います。空気の入った風船だと、そもそも宙に浮かびません。中の気体が空気よりも軽い気体でなければ風船は浮かばないのです。浮かばない風船について、どう動くかというのは、質問自体の趣旨ではないはずです。風船の動きは、風があれば動くので、「空気の動きを無視した理想的な場合」というのは、後から述べている言い訳としか聞こえません。「専門家」と書いているので、正しいだろうとしか、云えないはずです。問題が自明なら、質問は起こらなかったし、自明でないので、見解が色々な人で分かれたのでしょう。専門家を名乗られるなら、素人や一般人に、近似的にも納得の行く説明を行わないで、「結論」だけを書いて良しとするのは、専門家と名乗る以上、こういう問題においては「手抜き」または、「怠慢」だとも云えます。貴方の答えは間違っているのですから、「専門家」の肩書で、誤ったこと述べることは、一般人が、間違ったことを述べるよりも、問題が大きく弊害があります。何が誤っているのか、正しい答えは何かです。素朴なところで間違っていることを述べます。