向心力について質問です。 人間が地表にいる時は、万有引力(≒重力？)を向心力として地球の周りを円運動

向心力について質問です。

人間が地表にいる時は、万有引力(≒重力？)を向心力として地球の周りを円運動していると理解しているのですが、地面からの垂直抗力と万有引力が釣り合っていたら、人にかかる力の合力がが0になってしまい、向心力が消えて円運動をしなくなってしまわないのでしょうか？

No.4 ベストアンサー 回答者： masterkoto 回答日時： 2021/05/13 18:12

(垂直)抗力と万有引力は釣り合ってませんよ・・・

もし　釣り合っているとしたら矛盾が生じるのです
詳しくは以下

地上にいる観測者から観測対象の物体M（こちらも地表にある）を見てみる

この物体Mには
①地球からの万有引力(→F)（地球中心へ向かう向き)
に加えて
②遠心力(→f)(中心から外へ向かう向き）　も働くように見える
・・・円運動（円運動は加速度運動の１つ）しているなら遠心力（慣性力の一種）は付き物ですよね！
ただし、遠心力は円運動している観測者の立場においては存在しているとみなせる力です。静止している観測者から見れば存在しない力ということになる

そして、③抗力(→N)も働いている
地表の観測者からはMは静止してみえるから
この３力の合計が釣り合っているとみなせるのです！

そして、向心力と遠心力の関係は、大きさは同じ向きは真逆
遠心力が存在している時点で向心力が存在しているという事です！

もし、向心力が存在しないとすれば、遠心力も存在せず
先ほど言った３力の釣り合いは成立しなくなり
ゆえに　観測者から見てMは静止ではなくなります！
円運動中の観測者に対して静止していない物体は　（地球と同じ）円運動ではないということになるので、地表面に対してMが静止しているなら（Mが地表に置かれているなら）
Mには確実に向心力が存在　となります

この回答へのお礼

ご回答ありがとうございましたヽ(´▽｀)ノ

お礼日時：2021/05/14 00:20

No.5 回答者： tknakamuri 回答日時： 2021/05/13 19:45

そうだね。

だから重力は垂直抗力より僅かに大きい。
垂直抗力が釣り合うのは足が地面を押す力で
重カとは釣り合わない。

この回答へのお礼

ご回答ありがとうございましたm(_ _)m

お礼日時：2021/05/14 00:21

No.3 回答者： head1192 回答日時： 2021/05/13 17:45

重力と釣り合っているのは垂直抗力。

これは作用反作用の関係だから変えようがない。

しかし、釣り合うのと力がゼロになるのとは違う。
垂直抗力はあくまで「物体Aが地面を『押した』ことに対する反作用」である。
押さないことには発生しない。

壁を押す力は垂直抗力で釣り合うが、だからと言ってゼロにならない。
試しに近いところにある壁を押してみるとよい。
手のひらにどんな感触が伝わるだろうか。
そして手のひらは壁から離れるだろうか。

垂直抗力は、あくまで「手が壁にめり込んでいかないための力」である。

この回答へのお礼

ご回答ありがとうございました(*´ω｀人)

お礼日時：2021/05/14 00:20

No.2 回答者： angkor_h 回答日時： 2021/05/13 17:07

地球の引力=重力です。

地面に抗力が有るので、ズボズボに沈まないのです。
識者によれば、ウルトラマンは地面を沈んでしまって
怪獣とは戦うどころではないそうです。怪獣も同じです。

> 人にかかる力の合力がが0になってしまい、
そんなことは無く、それを筋力(脚力)が支えています。

> 円運動をしなくなって
人間のサイズから見れは地表はほぼ水平です。
地球自転による横移動は、慣性によるものと言えます。

宇宙向けロケット発射は、
地球自転による遠心力の有効利用が諮られるように、
赤道上が一番効率が良いので、
各国は赤道寄りにその場所を選んでます。

この回答へのお礼

ご回答ありがとうございました(*´ω｀人)

お礼日時：2021/05/14 00:20

No.1 回答者： spookyaction 回答日時： 2021/05/13 17:05

簡単にするために北極ー南極が回転軸だとすると、向心力は人間から地球の自転軸に直交する向きに働きます。

一方、簡単なモデルでは万有引力は地球の中心に向かって働きます。
緯度が０でないとことろに立っている人間に働くこれらの分力を考えた時に、自転軸方向の分力はつりあいますが、自転軸に垂直な方向の分力は、向心力が必要なために釣り合わないことになります。ということは、垂直抗力は実は垂直ではなくてほんのわずかにずれた向きにはたらくんじゃないでしょうかね。
あなたが挙げた例は赤道上に立っている場合ですね。向心力を得るためには、２つの力は釣り合っていないことが条件ですね。

この回答へのお礼

ご回答ありがとうございました(*´ω｀人)

お礼日時：2021/05/14 00:19