落下するコップと待ち受けるコップ。どちらが割れやすいの?

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★科学★
問題:堅い床の上にコップが伏せてあります。真上に形も材質も重さもおなじコップを持って行き、手を離します(口絵参照)。ぶつかったとき、どちらのコップが割れやすいでしょうか? 
[い]床に伏せてあるコップ
[ろ]落としたほうのコップ
[は]どちらもおなじ確率で割れる
[に]堅い床にも目に見えないぐらいの微妙な震動がある。揺れかたにより、どちらが割れるかが分かれる
[ほ]どちらも割れる
(答えはずっと下↓ スクロールして下さい)

























★科学★
正解:[い]床に伏せてあるコップ
説明:試した人はいないでしょう。でも多くのかたが正解されているでしょう。なんとなく感覚として床に伏せてあるコップのほうが痛そうです。
■落ちてきたコップと置いてあるコップでは、働く力はおなじだそうです。作用反作用の法則に従うとのこと。床の上のコップは床からの力も受けるため、割れやすいそうです。素人考えでは、逃げ場がないから割れるのかなと思いました。
■自動車で多重追突することがあります。あいだにはさまったクルマは前後がつぶれて悲惨なことになっていたりします。これもコップの場合と似て、2方向から力を受けるからひどい目にあうらしい。
■床にコップがなかったらどうでしょうか。落ちてきたコップは、床の材料によって割れたり割れなかったりするでしょうね。もちろん落下する高さも関係します。ビルの屋上から道路に落として割れないコップは新素材のコップとか紙コップだけでしょう。
■落下するコップには質量と速度があるそうです。考えかたとしては、「質量と速度の積である運動量を持っている」とするらしい。これに対して、たとえばコンクリートの床にぶつかるときには、触れた瞬間はコップは静止すると考えるらしい。速度ゼロということは運動量もゼロらしい。
■この場合、運動量の変化が大きいほど、割れやすくなるそうです。ということは、コップが軽いほど割れにくい。速度が低い、つまり落とした位置が低いほど割れにくいわけですね。
■衝撃吸収材の上に落とした場合には、静止するまでに時間がかかります。といってもまばたきするぐらいの瞬時ではありますが、コップにとっては長い時間のようです。運動量の変化はゆっくり起こりますので、強い力を受けず、割れにくいらしい。
■素人考えでは、衝撃が大きい場合には両方割れそうな気もしますけどね。同時に割れることはないのかな。後始末がたいへんだから試す気にはならないのですが。
◆参考*1:書籍「パズル 物理のふしぎ入門」新書初版45頁、福島肇著、講談社
◇*2書籍「おもしろ科学クイズ」初版103~104頁、照井俊著、主婦の友社

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