「重い物」と「軽い物」を同時に落とすと速いのはどっち？【重力】

「重い物」と「軽い物」を同じ高さから同時に落とすと、どちらが速く落ちるでしょうか？

感覚的に、重い方が速く落ちると思うかもしれませんが、

実は重い物と軽い物は同時に床に落ちるのです。

「本当に？？」

という疑問を解消すべく、

本当に「重い物」と「軽い物」が同時に落ちるのか実験してみます。

重いボールと軽いボールの落下実験

実験のやり方は非常に単純です。

重さの違う２種類のボールを用意し、

それぞれ落としてみて、地面に到達するまでの時間を計測します。

用意するもの

今回は、軟式M号球とダイソーのおもちゃボールを用意しました。

それぞれの重さを測ってみると、

M号球がおもちゃボールの６倍重いことがわかりました。

つまり、M号球が重いボール、おもちゃボールが軽いボールです。

重いボールと軽いボールの落下時間を計測

高さ1.5mからそれぞれのボールを落下させます。

メジャーで地面（クッション）から1.5m測り、印をつけておきます。

これで準備完了。

ボールを落として、地面（クッション）に到達するまでの時間を計測します。

計測には、iPhoneのストップウォッチ機能を使っています。

それぞれのボールで１０回ずつ計測します。

実験結果は２種類とも落下時間が同じ

実験結果が出ました。

M号球もおもちゃボールも平均落下時間は0.55秒です。

この実験結果から、重い物と軽い物が同じ速度で落下することが確認できました。

重さに関わらず落下速度が同じ理由（感覚的）

重さに関わらず落下速度が同じ理由について、まずは感覚的な話から始めましょう。

例えば自転車で斜面を下る場合、

体重が重い人の方が、最高速度が速そうです。

でも、勢いに乗るまでは少し時間が掛かりますね。

一方、体重が軽い人はすぐにスピードが出ますが、体重が重い人ほど最高速度が速くなりません。

自転車の例と同じように、

ボールを落下させる時は、力がちょうど相殺されて、

ボールが重くても軽くても同じ速度で落ちていくというイメージです。

重さに関わらず落下速度が同じ理由（理論的）

重さに関わらず落下速度が同じ理由を、理論的に式を用いて検討してみます。

そこで、質量mの球を自由落下させる状況を考えます。

高校物理の超基本式である、運動方程式 F=mαを使って、

落下するボールの加速度αを求めてみます。

このように、加速度αを表す式に質量mは含まれません。

つまり、加速度αは質量に関係なく ”g（重力加速度）” となることが証明されました。