急降下中のエレベーターでジャンプしたらどうなるのか

キャロル・ヘッデン氏:あなたがエレベーターに飛び乗ったとたん、急降下し始めたとします。

丁度その時、中でジャンプしたらどうなるでしょうか? 天井で頭を打ってしまうでしょうか? それともエレベーターが止まる迄宙ぶらりんになっているでしょうか?

イタっ。

では、エレベーターと体重の関係について考えてみましょう。まず始めに体重計について考えてみましょう。

あなたが体重を量る時に使うごく普通の体重計です。体重計で体重を量る時、そこには2つの力働いています。体を下に引っ張ろうとする重力、そして体重計が上に押し返そうとする力の2つです。

体重計が押し返すなんて知らなかったですって? 押し返しますとも! でなければ、あなたは地面を突き破って地中真っ逆さまになってしまいます。

この力は垂直抗力と呼ばれ常に働いている力です。あなたは体重計に乗っているだけで、動いてはいません。ですので、あなたは加速していません。

ニュートンの運動の第二法則によると、力=質量×加速度ですから、加速度が0の場合、あなたを下に押している重力の力は0になるはずです。

つまり、「体重計があなたを押し返している力と、あなたの体押し返す重力というのは同じ力である」と言う事ができるのです。

では、あなたがエレベーターの中で体重計の上に乗っているとしましょう。エレベーターが動いていない時は、あなたも体重計も全く動いてはいないわけですよね。

体重計の針を見れば、どれだけの力が体重計にかかっているかわかるでしょう。このかかっている力は、私たちが「体重」と呼んでいるものです。

エレベーターが下がり始めました。当然、エレベーターの中で体重計の上に乗っているあなたも一緒に下がり始めます。速く、どんどん速く。あなたは下へ下へと加速していきます。

さあ、加速に従って合力が発生します。重力が変わらないとなると体重計を押し戻す力は弱くなります。なので、体重計が示す数字はとても小さくなります。

というのも、エレベーターが速く加速すればするほど、体重計が押し戻す力が弱くなるからです。では、もしジャンプしたらどうなるのでしょうか? 下降しなくなるでしょうか? 天井に頭を打つでしょうか?

さあ、エレベータを引っ張るものは何でしょうか? 重力です。さて、重力はあなたも引っ張ってくれるのでしょうか? もちろん引っ張ってくれます。そのおかげで、エレベーターでのあなたの立ち位置は変わらないのです。

天井までジャンプすれば天井にぶつかるでしょうけどね。では、考えてみましょう。もしエレベータが急に上昇したら?

さらに恐い事に、何者かが押し入り、エレベーターのケーブルをちょん切ってしまったら、何が起こるでしょうか。考えてみてください。