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地球上の物体の運動について。

ふとした疑問です。
地球上にある物体は、地球の周りをまわっているから、円運動してるんだなあと思いきや、その地球は太陽のまわりを回っていますから、正確には円運動にさらに円運動をして、ボーアの原子模型みたいな円上を波のように動くみたいな感じになりますよね?
(太陽が動いてるとさらに話が変わってきますが…)

ということは、そんな奇妙な運動をするような力がかかってるということですよね?
となると、「地球上にある物体にかかっている力は、普通に突っ立って静止しているなら重力と垂直抗力で、そのふたつはつりあってる!」とかそんな単純な話でもなくなってくるんでしょうか?
円運動している物体の周りをさらに円運動をするような運動というのは、変な力のかかり方をしているような気がしてしまいます。

話わかりにくくてすいません。
訂正、指摘などなどなんでもいいので、なんか教えてくれたら嬉しいです。

gooドクター

A 回答 (8件)

ご質問者の疑問は、もっともな話で、三体問題(さらに一般化して多体問題)と呼ばれます。

確かに、「地球上にある物体にかかっている力」は地球からの力だけではなく、太陽からの力もありますよね。太陽からの力は、地球だけにかかっているのではなく、地球上にある物体にもかかっているはずです。その物体も、太陽の周りを回っていますね。
しかし、正味な話、三体問題(多体問題)は解くのが大変なのです。三体問題は大学で習います。コトバンク(https://kotobank.jp/)の解説をご覧ください。

多体問題
物理学で扱う問題の大部分は多体問題であるともいえるが、粒子数が3個以上のときには、古典力学でも量子力学でも、解を解析的に求めることはできないので、問題に応じたさまざまな近似法を用いなければならない。

天文学における多体問題
3個の質点の場合(三体問題)ですら、一般的に解くことができないので、一般の多体問題を解くことは不可能である。〔中略〕惑星は太陽との、衛星は惑星との二体問題として近似することができ、
〔引用終り〕

このように、ご質問の「地球上の物体の運動」は、地球との二体問題として近似的に解くわけです。しばしば、近似ということさえ意識せずに。
太陽をも考慮に入れて、「円運動している物体の周りをさらに円運動をするような運動」を考えると、三体問題になっちゃうわけです。正確には楕円運動ですね(ケプラーの法則)。
もちろん、近似ということは誤差に十分注意しなければなりませんが、例えば高校物理に出てくる問題などでは、その誤差は無視できるほど小さいのです。
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この回答へのお礼

返信遅くなりすいません。

ご回答ありがとうございます!

近似法などを用いているんですね。
地球上での計算では、太陽などのほかの天体からの万有引力は無視できるってことで理解出来ました。

ありがとうございました。m(_ _)m

お礼日時:2021/06/26 10:11

極に比べ赤道上の重力は約0.5パーセント小さくなります。


体重60㌔㌘の人なら300㌘も軽くなります。
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この回答へのお礼

返信遅れてすいません。

ご回答ありがとうございました。m(_ _)m

お礼日時:2021/06/26 10:12

>「地球上にある物体にかかっている力は、


>普通に突っ立って静止しているなら重力と垂直抗力で、
>そのふたつはつりあってる!」とかそんな単純な話でも
>なくなってくるんでしょうか?

厳密にはそうなるけど、太陽の重カは、地球の地上の重カの
ニ千分の-くらいしかないし、地球は太陽に対して自由落下してるから
地上で観測出来る太陽重カは潮汐力の形でしか観測出来ないけど
これは地上の重カのニ千万分の-しかない。

日常生活では、いやかなり精密な測定でも、ガン無視して問題ない。
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この回答へのお礼

返信遅れてすいません。

ご回答ありがとうございました。m(_ _)m

お礼日時:2021/06/26 10:12

「地球上にある物体にかかっている力は(中略)つりあってる」と言う単純な話になるのは間違っていません。

地球上の人にとってはまさしくその通りだからです。
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この回答へのお礼

返信遅れてすいません。

ご回答ありがとうございました。m(_ _)m

お礼日時:2021/06/26 10:13

太陽は銀河系の中心から約25,000~28,000光年離れた楕円軌道を2億2500万~2億5000万年の周期で秒速220kmで公転しており、銀河系全体もアンドロメダ銀河に向けて秒速600~1,000kmで動いており、約40億年後には銀河系とアンドロメダ銀河は衝突して合体し、一つのミルコメダと呼ばれる銀河になると予測されています。

銀河系はアンドロメダ銀河に向けて動いていて、銀河系の中で太陽系は公転していて、太陽系の中で地球は太陽を公転しており、地球は自転しています。そして、地球と月の共通重心の周りを地球と月は公転しながら太陽の周りを公転しているのです。但し、地球の自転による遠心力は、遠心力が最大になる赤道上でも遠心力がゼロで引力が100パーセントの北極や南極よりも100kgに対して、390gしか無いのです。
https://www.aandd.co.jp/products/keiryo_kiki/tec …
従って、地球の公転による遠心力や太陽が銀河系の中心を公転する事に依る遠心力とかは無視できるレベルの影響しか無いのです。地球の自転に依り生じる「コリオリの力(ちから)」なども考慮する必要が有ります。
別件ですが下記のブログを御覧戴ければ幸いです。
http://blog.livedoor.jp/satou_hiroshi_4649/archi …
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この回答へのお礼

返信遅れてすいません。

ご回答ありがとうございました。m(_ _)m

他の方と合わせて理解することが出来ました。

お礼日時:2021/06/26 10:14

地球のすぐ近くにある月の動きですら、人間はほとんど意識できず、せいぜい干満の差があるぐらい。

遠くにある太陽の影響なんて感じるわけない、ってところでしょうか。もちろん、季節変化など、人体が直接感じること以外の影響はあるわけですが。
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この回答へのお礼

返信遅れてすいません。

ご回答ありがとうございました。m(_ _)m

お礼日時:2021/06/26 10:14

力の大きさを考えないと隘路に陥って混乱する。



微小な力の影響は現実にはあったとしてもほとんど影響を与えない。
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この回答へのお礼

返信遅れてすいません。

ご回答ありがとうございました。m(_ _)m

お礼日時:2021/06/26 10:15

ホント 解かり難いが 万有引力を考えていない

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この回答へのお礼

返信遅れてすいません。

ご回答ありがとうございました。m(_ _)m

お礼日時:2021/06/26 10:15

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