自由落下って何

　

◆イントロダクション

　

◆詳しく説明

「自由落下」とは、何者にも邪魔されずに落ちることです。
ピンとこない人は、まず「自由落下でない落下」を知るのがよいでしょう。

ひまりちゃんは最初、上空100km （大気圏の上限） の高さに居るものとします。
この高さから、地球に向かって落下をします。

おや、ひまりちゃんが落ちる経路上に、岩がたくさん浮かんでいます。
ひまりちゃんは岩にゴツ、ゴツと当たりながら落ちました。
岩に邪魔されているこの落下は自由落下ではありません。

おや、次は滑り台のようなものがあります。
ひまりちゃんの進行経路は滑り台によって変化しました。
滑り台に直進を邪魔されているこの落下は自由落下ではありません。

おや、次は空気がネチョネチョしたゾーンがあります。
ひまりちゃんはネチョネチョを受けて、落ちる速度が若干下がりました。
空気の粘り気に邪魔されているこの落下は自由落下ではありません。

おや、次は特に障害物はありません。
しかし、それでもひまりちゃんは空気の抵抗を受けながら落ちますので、厳密に言うと空気抵抗に邪魔されているこの落下は自由落下ではありません。

おや、なんと次はなぜか真空のゾーンがあります!
(なぜこんなところに真空があるのかは謎です!)
今度はひまりちゃんは岩にも滑り台にも空気の粘り気や空気抵抗にも邪魔されず、ただ落下します。
ひまりちゃんは重力以外の力をいっさい受けていません。

　　

◆つまり?

…
上記の話における、「重力以外の力をいっさい受けていない状態での落下」 こそが、「自由落下」です。

要は、真空中での落下です。

地球には空気がありますので、地球上で起こる落下は、(人工的に真空を作って実験しないかぎり、) 基本的に厳密には自由落下ではありません。

でも、空気の抵抗力は小さいことが多いので、少しの落下の間だけだったら、空気抵抗の影響をほとんど考えなくていい場合もあるので、

その場合は、「近似的に自由落下と見なして考える」などと言って、自由落下だとして話を進めることがあります。

たとえばそんな時に、「自由落下」というワードが使われるわけですね。

　

◆まとめ