力学で見かけの力とか慣性力とか聞くのですが、参考書読んでも分かりません。分かりやすく教えてください。

Question

tknakamuri · Accepted Answer

例えば、列車の、進行方向に前向きな座席にあなたが座っているとしましょう。
列車が発車すると体が座席に押し付けられるように感じます。

これには2つの解釈があります。

1.
列車と同様にあなたは加速するため、座席は「あなた」の背中を押します。
その反作用としてあなたは「座席」を押します。

運動方程式はこんなかんじ

ma=座席があなたを押す力

2.
何者かが「あなた」を後ろへ押します。あなたが列車の中で
動かないように、座席は「あなた」を前へ押します。

運動方程式はこんなかんじ

座席があなたを押す力-みかけの力(ma)=0

2.の場合、あなたは列車が加速しているかどうかは知りません。
あなたは現実として、何処からともなく現れた力を実際に受ける
ことになります。これを「みかけの力」と呼んでいます。

1.の場合、あなたは加速する列車の中にいることを知っています。
加速のない静止した座標系を使って現象を解釈します。

2.の場合は、あなたと共に加速する系で現象を解釈します。

使う系が異なるのが解釈の違いに現れます。しかし数式的には
1.も2.も全く同じです。

2は馬鹿げた余計な解釈と考える人もいるでしょうが、
重力によって、全ての系が厳密には加速度系であることを考えると、
重要な考え方なんです。

fxq11011 · Answer

見かけの力云々の前に、そもそも力って何なの？が理解できていますか。
真空中を自由落下する物体、あれは力、それとも力を持っている、持っているのは運動エネルギーだけ？。
運動エネルギーと力の違いは？。
または宇宙のかなたで直線運動している物体は？慣性力を持っているだけ？、運動エネルギーは？。
慣性にしても、昔のマンガのUFO非常な速さのまま直角に進路変更できたとか、たぶん重力エンジンでは、何てこともありました、重力加速度だけの場合は慣性なんて無関係？、ということですね。
結論だけ求めても理解できません。
二槽式の洗濯機の脱水機、観察はしにくいかもしれませんが、脱水中の水（水滴）がどの様に飛び散っているのか観察すれば、知識の中の遠心力の方向とずいぶんと異なるのが観察されるはず、まず何故そうなるのか自分なりに考える必要があります。

chiha2525-- · Answer

自転車のブレーキを考えると分かりやすいです（自動車はまだ乗れないでしょうから）。

実際の自転車はこがないと速度が落ちて止まりますが、そこは理想的に等速直線運動をすると考えると、止まるにはブレーキを掛けなければならないわけです。ブレーキを掛けて止まるということは、前進している状態に対して後ろ向きに力が掛かるわけです。
ところが実際に自転車に乗っていてブレーキを掛ければ、前につんのめるように感じます。実際には後ろ向きに力が掛かっているのに、自分には前に力が発生しているように感じるので、これを見かけの力と呼んでいます。

横向き（遠心力）も同じで、本当は曲がる方向に力が発生してる（向心力）からそちらに曲がるのですが、外側に力が発生しているように感じるので、それは見かけの力なんです。

fxq11011 · Answer

＞力学で見かけの力
どこで、だれが言っているのか知りませんが、遠心力にしても、慣性の力にしても、実際に観察、計測可能なのでは？。
物質の構成要素、原子、内部の構造は甲子園球場の真ん中にバスケットボール大の原子核を置けば、電子は観客席あたりを回ることになるらしい。
表現を変えれば、ほとんどスケスケ、壁も人間も同じと思えば、ドアなんかなくても壁をとおり抜けることができそうに思いませんか。
参考書なんかには、見かけの力、なんて見出しはありません。
宇宙の端まで含む座標（絶対座標に近いかも？）の中で考えるのならば話は変わるかもしれませんが、そこまでする必要ある？。

fxq11011 · Answer

すべて、相対的であることが理解できないからです、基礎を十分理解したうえでないと相対的なんて理解できません。
力の平行四辺形でも、合力は、見かけの力といえば、言えなくもありませんよ、実際に加える力は異なる方向の二つの力だけです。
でも、現実に作用として観測できるのは、合力の方向ですね。
時速１００Kmで走る車、すでに地球の自転速度でそれ以上の速度で動いています。
自分を中心にした絶対座標を仮想して考えることしかできない人に説明しようがありません。

puyo3155 · Answer

参考書を読んでかわからないものを、説明する方法などありません。

あなたがすべきは、参考書のどこが具体的にわからないのか？なにがわかっているのか？物理のレベルはどうなのか？など、まずは自分のことを話すことです。

admit27 · Answer

慣性力とは

慣性の意味を考えるとわかりやすいと思います。

運動しているものは永遠に運動していたいのです。

止まっているものは永遠に止まっていたいのです。

そして外部から邪魔(摩擦や温度変化など)さえなければ本当に永遠にその状態が続きます。

止まっていたものは静止し続けますし、動いていたものは運動し続けます。

それが慣性です。

admit27 · Answer

力とはベクトルです。

大きさと向きがあります。

電車が出発すると進行方向に加速します。

加速の向きは進行方向の向きです。

しかし電車の中ではつり革は進行方向とは逆向きにに運動をはじめます。

これは経験的にわかると思います。

しかし電車が加速したことを知らない人が見たらどうでしょうか？

そうです突然何もないところからつり革が動き始めるのです。

電車が加速したことを知らない人からすれば、つり革は見かけの力が働いて動いているとしか説明できないのです。

これが見かけの力です。
ここで、つり革なぜ動いたのでしょうか？

電車が進んだ向きに加速したからです。

doc_somday · Answer

高校生なら教師に訊きなさい。

力学で見かけの力とか慣性力とか聞くのですが、参考書読んでも分かりません。分かりやすく教えてください。

例えば、列車の、進行方向に前向きな座席にあなたが座っているとしましょう。

見かけの力云々の前に、そもそも力って何なの？が理解できていますか。

自転車のブレーキを考えると分かりやすいです（自動車はまだ乗れないでしょうから）。