ニュートンの運動法則の大事な部分である作用反作用の法則について。
慣性力の反作用は規定できないのでしょうか。
でも、アインシュタインによれば、等価原理で、慣性力と重力は区別できないんですよね。
すなわち、宇宙空間を1gの加速度で運動し続ける閉じたエレベーター内では、乗員は、重力があるように感じますが、重力か慣性力かは区別ができないはずです。
重力(地球が人を引く力)の反作用は、人が地球を引く力です。
しかし、区別できないはずの先ほどのエレベーター内の慣性力は、ニュートンの運動法則にもかかわらず、反作用がありません。
これはどう説明すればよいでしょうか。
No.3ベストアンサー
- 回答日時:
高校物理の範囲では、慣性力は「見かけの力」であって、本当の力ではないので、反作用はない、といいますね。
要するに「作用反作用の法則」が成立するのは、慣性系においてのみである、と。私なんか、この考え方で十分満足なんですが、古典物理の範囲を外れると難しくなりますね。等価原理の出てくる相対論の立場で考えると、
>重力(地球が人を引く力)の反作用は、人が地球を引く力です
ともいえなくなります。重力も光速で伝わるので、ある瞬間に人が動いて、人の受ける重力が変化しても、その変化が地球(の中心?)に伝わるまでの間は、人が地球を引く力とは「同じ大きさ・逆向き」ではないことになります。
「場」を考えるときには、「場の運動量」を導入し、物体が重力場などの「場」から受ける力の反作用は、物体が場に及ぼす力だと考えることになると思います。電磁場からの電磁気的な力でも同様です。
慣性力についても、重力と等価という立場では、「慣性力場」を想定し、慣性力の反作用は慣性力場に加わる、と考えるのではないかと思います。
http://www.phys.u-ryukyu.ac.jp/~maeno/cgi-bin/pu …
※ #1 の方の回答は、「慣性」と「慣性力」とが区別されていないように思います。
この回答への補足
>要するに「作用反作用の法則」が成立するのは、慣性系においてのみである
?作用反作用の法則は、いかなる場合にも成立するのでは?
http://oshiete1.goo.ne.jp/qa4028709.html
No.4
- 回答日時:
>垂直抗力・・・エレベータの床が人を押す力
こちらに関してはこの解釈でいいと思います。
>慣性力・・・・人がエレベータの床を押す力?
慣性力は全身の各部分に働きます。それが最終的には「人がエレベータの床を押す力」となります。全身の慣性力の総和が、結果としてエレベーターの床を押します。
乗員の体の各部分は「その場にとどまろう」とします。それに対して加速しようとする力が足から順に頭のてっぺんまで、乗員の体の各部分に伝わってきます。その力に対して全身の各部分から反作用が生じます。その反作用が、骨や筋肉、内臓などを通じて、最終的には乗員の足からエレベーターの床に伝わります。
No.2
- 回答日時:
こんにちは
http://oshiete1.goo.ne.jp/qa4081812.html
の関連で回答します。
http://oshiete1.goo.ne.jp/qa4081469.html
も関連のご質問かと思います。
慣性力というのは「見かけの力」で、実際には存在しません。
実際に存在しない力なので、反作用もありません。
慣性力を使った方が「説明しやすい」というだけです。
物体は、外力が働かなければ、止まっているものは止まったまま、動いているものは、等速直線運動をします。(運動の第一法則)
宇宙空間のエレベーターの乗員の場合を考えます。
もし、エレベーターが加速運動をして、乗員がそのままとどまろうとするなら、エレベーターは乗員を置き去りにして飛び去ってしまいます。
エレベーターと一緒に乗員が移動するには、乗員にも力を与える必要があります。その力は、エレベーターの床が乗員の足を押すという形で乗員に伝わります。その力が、骨や筋肉、内臓などを通じて乗員の全身に伝わります。
乗員は“その場にとどまろう”としているのに、エレベーターは“加速”します。その差が、乗員にとっては「慣性力」と感じられているだけです。
この回答への補足
>乗員は“その場にとどまろう”としているのに、エレベーターは“加速”します。その差が、乗員にとっては「慣性力」と感じられているだけです。
ということは、慣性力の反作用は、エレベータの床の垂直抗力ということになるのでしょうか。
垂直抗力・・・エレベータの床が人を押す力
慣性力・・・・人がエレベータの床を押す力?
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