物理学に詳しい方に素朴な疑問が湧いたので素人にもわかるように説明お願いしたいです。 地球には重力が有

物理学に詳しい方に素朴な疑問が湧いたので素人にもわかるように説明お願いしたいです。

地球には重力が有ります。
イメージとしては、球体の中心に引っ張られるような重力が働いていると思います。

これがパカッと割れて、カケラAとカケラBにわかれたとしたら、
それぞれが重力をもちます。
カケラAはカケラAの中心に
カケラBはカケラBの中心にむかって重力が働くようになると思います。

このように、なぜ重力は一個体に対して一様の方向性を持つように生じるのでしょうか。ご教授お願いします。

No.10 回答者： sankaku_neko 回答日時： 2018/10/05 19:24

＞計算があうならあうで今度は最小単位は何なのか気になってきます。

また、引力そのものが何故発生するのか、相互作用するのか。不思議ですよね。

それはまた別の話です。ある程度あなた自身で勉強して、それでも分からなければ、新たに質問を投稿すればいいです。

No.9 回答者： SP44チャモロ 回答日時： 2018/10/04 19:55

地球は一枚の板で、地底マグマにたくさん含まれるヘリウムの浮力で重力が発生している。

No.8 回答者： sankaku_neko 回答日時： 2018/10/04 09:00

＃２です。

＞合力の考えは湧きましたけど、そうするとカケラAとカケラBの合力は元の地球よりそれぞれが小さく、対照的な形の合力はそれぞれ打ち消されて、合わせても元の地球の重力に戻るイメージは湧かないんですよ。

勘違いされている点があります。カケラAで生じた引力Aは、カケラAとカケラBとの間では、カケラBで生じた引力Bによって弱まります。向きが反対ですから。ですが、引力AはA-B間を通過する時に消えてなくなるわけではありません（変な表現ですが）。引力Aは、カケラBを越えた側も届いています。

引力Aは、カケラBを越えた側では、引力Bと合わさって強くなります。向きが同じですから。もちろん、引力の大きさは距離の二乗に反比例するので、引力A自体は小さくなります。しかし、引力Bと合計することで強くなります。カケラAとカケラBがぴったりくっついたとき、この合計の引力は、元の球体と同じ引力となるのです。

このような空想実験を繰り返すことで、質点を積分する考えに到達することができます。参考になるか分かりませんが、球体が発生する引力の計算方法を示すPDFへのリンクを貼ります。
http://ayapin.film.s.dendai.ac.jp/~matuda/Lectur …

この回答へのお礼

丁寧にありがとうございます。
しかし、不思議ですね。計算があうならあうで今度は最小単位は何なのか気になってきます。また、引力そのものが何故発生するのか、相互作用するのか。不思議ですよね。

お礼日時：2018/10/05 18:45

No.7 回答者： tknakamuri 回答日時： 2018/10/04 03:20

>合力だと計算が合わない気がするんですよ。

気がするだけかも知れませんけど・・・w

気のせいでしょう。

積分範囲が球の場合の積分と、積分範囲が半球其々の積分を足しあわせたものが
一致するのは数学的に明白なので。

具体的に積分を行ってみたらいかがでしょう？

やれば分かりますが、各カケラの重カは力ケラの重心には向かないです。
ちょっと予想が安易過ぎますね。

No.6 回答者： chiha2525 回答日時： 2018/10/04 02:15

万有引力という言葉のとおり、全てのモノに引く力が有るのです。

言うなれば分子や原子１つ１つに引力が働いているのです。その力を全部足し合わせたものが、私たちが感じる重力なのですが、そのような計算をするのは面倒なので、対象Ｂ（私たちなど）が対象Ａ（の物質）の外にある場合は、対象Ａの重心からその重さに比した力が働くと簡略化して計算しているのです。なので計算は簡略化されていますが、実際に働いているのは分子や原子１つ１つ同士なのです。
（イメージとしてはクォークなど素粒子１つ１つが～でも良いのですが、このあたりになると力も質量をもってきたり（Ｅ＝ｍｃ＾２ってやつですね）、粒子ではなく量子で点ではなく場所も不確定でなどと、かえってイメージしづらくなってしまいますｗ）

No.5 回答者： puyo3155 回答日時： 2018/10/04 00:22

万有引力という古典論で考えるからおかしいのです。

重力は

質量があると、空間が歪む。その歪みに応じて重力が生じる。それが、さも、物体そのものに重力が発生しているように見えるだけ・・・・

ってことです。質量によって歪められた空間が生み出す力が重力ですから、物体がわれて、質量が別々になれば、それぞれが歪みを生じさせ、別々の方向性の力を発生したかのように感じる・・・ってことですね。ポイントは質量なのです。

この回答へのお礼

なんか、ブラックホールが空間をねじ曲げて光りすら逃がさないから暗く見える(可視光が発生しないので見れない)っていうあれですね。

つまり、四次元的な山谷で生じる位置エネルギーみたいなものが重力であり、そもそも疑問が間違ったイメージをするから生じているという事で良いのでしょうか。

もっとも、質量はなぜ空間を歪めるのか、空間とは何なのかといった途方も無い疑問が生まれますけど。。。

お礼日時：2018/10/04 01:06

No.4 回答者： doc_somday 回答日時： 2018/10/03 23:36

それは物理の問題では無く数学の積分の問題です。

重力は質量に固有の量ですから、形状全体を体積積分すればその数学的重心が重力の重心にもなります。

この回答へのお礼

そうなんです。そういうイメージで、なぜ重心にむかって働くようになるのかそのものが疑問なんです。

お礼日時：2018/10/04 01:02

No.3 回答者： tknakamuri 回答日時： 2018/10/03 21:27

>なぜ重力は一個体に対して一様の方向性を

>持つように生じるのでしょうか。
>ご教授お願いします。

それは事実とは異なります。地球の様々な部分は
物を様々な方向へ引っ張っています。

地球に対して物が充分に小さいと、色々な方向の力は単純に
合成されて一方向から引っぱるように感じられます。

でも物が充分に大きいと、そんなに単純な話では無くなります。
物は鉛直上下方向に引き伸ばされる力も受け、水平方向に
圧縮される力も受けます。潮汐力と名前が付いてます。

この回答へのお礼

解答ありがとうございました。すみません、解答いただいたのですが私には理解できませんでした。

お礼日時：2018/10/04 01:01

No.2 回答者： sankaku_neko 回答日時： 2018/10/03 21:12

そのような疑問を持つこと自体、あなたが物理学の素質があることを示しています。

是非ともその手の道に進んでください。とは言え、理学部・物理学科に進むと就職先が狭まるので、もうちょっと働き口のある道に進んでください（笑）。

さて、分かりやすく説明するために、物体が無数の「点」で構成されていると考えます。ご存知のように、あらゆる物は引力を持ちます（万有引力）。ですので、その点も引力を持ちます。物体の引力は、その物体を構成する全ての点が持つ引力を合計したものです。これが、「なぜ重力は一個体に対して一様の方向性を持つように生じるのでしょうか」という疑問に対する答えです。

説明になっていないかもしれません。疑問があれば質問してください。

この回答へのお礼

お褒めいただきありがとうございます(笑)
下記のお礼でも書きましたけど、
合力だと計算が合わない気がするんですよ。気がするだけかも知れませんけど・・・w
例えば、カケラA単体の円弧部分に物も置いたときの計測されるKg重は、当然元の地球に置いたときより低くなりますよね。
それがカケラBとの合力によって元の地球と合う理屈なんですけど、カケラAと、カケラBは対照的な形で、極接近した時の合力はそれぞれが打ち消し合うイメージなので、ここが私の中で矛盾しています。

お礼日時：2018/10/04 00:59

No.1 回答者： t_fumiaki 回答日時： 2018/10/03 20:55

一様の方向性を持つ様に働いているわけではないのです。

たとえば地球でもホントは横のほうにも斜めのほうにも働いているんです。
ですが、そういう方向には「逆の方向に働く地球の重力」もあって、打ち消されてしまうんです。

そうやってお互いに打ち消しあって、最終的に残った方向が重力の中心、つまり「重心」なのです。

つまり、微小な部位毎の力の合力として、一様の方向性を持つ様に働いている様に見える訳です。

科学の計算では「重心に向かって働く」として計算しても正しい答えが出てきますし、計算が簡単なのでそういう風に考えているのです。

この回答へのお礼

解答ありがとうございます。
合力の考えは湧きましたけど、そうするとカケラAとカケラBの合力は元の地球よりそれぞれが小さく、対照的な形の合力はそれぞれ打ち消されて、合わせても元の地球の重力に戻るイメージは湧かないんですよ。

お礼日時：2018/10/04 00:52