物理の力や速度は何故ベクトルで表せるのでしょうか?現在私は物理を履修している高校生なのですが上記の事が理解できなくて困っています。
力や大きさと向きを持ってるからベクトルで表せると言われればそれで終わりかもしれませんが、何故数学で人工的に作られたベクトルが物理現象で成り立つのか不思議でたまりません。
その訳をどなたか教えてください。
また力は分解できますが、その分解された力というのは本当に存在しているのでしょうか?
何もかも、ベクトルを使えば全て辻褄があう且つ反例が無いから今でも力や速度はベクトルで表せるのでしょうか?
数学によって「恣意的」に作られたベクトルが何故自然現象を明確に記述する物理学において適用されるのか私には理解できないので、教えてください。
よろしくお願い致します。
No.3ベストアンサー
- 回答日時:
考え方が逆ですよ。
力や速度は、ベクトルの条件を満たすような定義が与えられているからベクトルで表せるのは必然です。
自然現象を理解するために、数学を利用してそれを記述しているのです。
ベクトルの条件を満たすように定義されている力や速度などについて、ベクトルでは表せないという反例があるならば、
それはそもそもベクトルの条件を満たさないことになってしまうわけで、定義に漏れがあると言うことになってしまいます。
「分解された力」なるものが何を指しているかどういう具体例を思い浮かべているのかわかりませんが、
基本的には「分解された力」は仮想上のもの。
たとえば、ある時刻において滑らかな斜面上にある物体が静止しており、このあと滑り落ちるときに働く力は、重力・垂直抗力のみです。
そしてよく、重力を斜面と平行な成分と斜面と垂直な成分に「分解」して考えていきますが、
これは重力と垂直抗力の合力のもたらす結果(物体が斜面を滑り落ちる)を考える上で必要なことだからやっているわけです。
重力と垂直抗力の合力を求めることと、
重力のうち斜面に垂直な成分が垂直抗力と釣り合っておりそれが相殺され、重力のうち斜面と平行な成分が残ると考えることは同値です。
No.4
- 回答日時:
「物理は時間独立である」と言われます。
時間的変化を考慮せずとも物理法則は成り立つという事です。
時間経過が介在しなければ、空間的移動もないので、
空間的広がりはなく、全ての値はスカラーになります。
逆に言えば、その外部要因としての時間性を空間に射影した
時に、ベクトルは生じるのです。
No.2
- 回答日時:
>>力や大きさと向きを持ってるからベクトルで表せると言われればそれで終わりかもしれませんが、何故数学で人工的に作られたベクトルが物理現象で成り立つのか不思議でたまりません。
改めて考えると、「不思議」は物理現象には多いですよ。
たとえば、離れた位置にある磁石どうしの吸引・反発力とか、磁界とコイルに働く力、正の電荷と負の電荷に働く力、また重力自体も、学生時代に電磁気学とか交流理論などで発電機やモータを学んでいた私にとって、それらは現在でも不思議なことに思えています。
考え方としては、「恣意的」に作られ、数学の世界で発展したベクトルが、自然現象を明確に記述する物理学にうまく上手く応用できるってことが判ったから、使われているってことでしょう。
なぜそうなるのか、単なる偶然か、そこには、さらに「隠されたパラメータ」があって、それが影響しているのかは、物理の世界において「それは言わない(問わない)約束でしょう」ってことではないかと思っています。
お探しのQ&Aが見つからない時は、教えて!gooで質問しましょう!
おすすめ情報
- ・漫画をレンタルでお得に読める!
- ・街中で見かけて「グッときた人」の思い出
- ・「一気に最後まで読んだ」本、教えて下さい!
- ・幼稚園時代「何組」でしたか?
- ・激凹みから立ち直る方法
- ・1つだけ過去を変えられるとしたら?
- ・【あるあるbot連動企画】あるあるbotに投稿したけど採用されなかったあるある募集
- ・【あるあるbot連動企画】フォロワー20万人のアカウントであなたのあるあるを披露してみませんか?
- ・映画のエンドロール観る派?観ない派?
- ・海外旅行から帰ってきたら、まず何を食べる?
- ・誕生日にもらった意外なもの
- ・天使と悪魔選手権
- ・ちょっと先の未来クイズ第2問
- ・【大喜利】【投稿~9/7】 ロボットの住む世界で流行ってる罰ゲームとは?
- ・推しミネラルウォーターはありますか?
- ・都道府県穴埋めゲーム
- ・この人頭いいなと思ったエピソード
- ・準・究極の選択
- ・ゆるやかでぃべーと タイムマシンを破壊すべきか。
- ・歩いた自慢大会
- ・許せない心理テスト
- ・字面がカッコいい英単語
- ・これ何て呼びますか Part2
- ・人生で一番思い出に残ってる靴
- ・ゆるやかでぃべーと すべての高校生はアルバイトをするべきだ。
- ・初めて自分の家と他人の家が違う、と意識した時
- ・単二電池
- ・チョコミントアイス
デイリーランキングこのカテゴリの人気デイリーQ&Aランキング
-
ベクトル関数の概略を図示せよ...
-
基本ベクトルと単位ベクトルの...
-
角速度のベクトルの方向は何故...
-
速度ベクトルが反変ベクトルな...
-
xy平面上の点(-a,0)に-Qが
-
物理学で使うテンソル
-
力のモーメントの方向
-
ランダウ力学、慣性の法則
-
運動量と角運動量の違いと慣性...
-
重心と質量中心の違いについて
-
力のモーメントのつりあいで 鉛...
-
物理数学 曲面の媒介変数表示 ...
-
三相交流の仕組みが調べても理...
-
速度の定義で距離がスカラー時...
-
物理の問題
-
電気双極子モーメントに関する問題
-
Laudan-Lifshitz(ランダウ-リ...
-
速度の2乗とは?
-
波数ベクトル
-
ブラケット記号
マンスリーランキングこのカテゴリの人気マンスリーQ&Aランキング
-
基本ベクトルと単位ベクトルの...
-
三相交流の仕組みが調べても理...
-
重心と質量中心の違いについて
-
ブリュアンゾーンの物理的な意味
-
ベクトル関数の概略を図示せよ...
-
なぜ、エネルギーはスカラーで...
-
波数の意味と波数ベクトル
-
ミラー指数:面間隔dを求める式...
-
電荷と電束、磁荷と磁束について
-
ベクトルの太文字書きについて...
-
力のモーメントのつりあいで 鉛...
-
角速度のベクトルの方向は何故...
-
連続の式の極(円筒)座標変換(2...
-
ラウエ条件とブラッグ条件
-
物理に出てくる図を描くソフト...
-
【量子力学】エルミート共役と...
-
角運動量ベクトルL=mr^2ベクト...
-
なぜボールについての運動方程...
-
角運動量の方向って何ですか?
-
物理の力や速度は何故ベクトル...
おすすめ情報