力とは何ですか？

力学の教科書を見ると、「力とは物体に加速度を与える外的要因」などと書いてありますが、物体に複数の力が加わっている場合、この定義が当てはまるのは「合力」についてであり、個別の力に関しては当てはまらないような気がします。例えば、机の上に物体が置いてあると、重力と机からの垂直抗力が釣り合って物体が動かないと説明されています。「合力」がゼロだから、加速度が発生しないということなのでしょうが、そのときでも重力や垂直抗力は依然として働いているという理解になるでしょう。重力や垂直抗力も力の一種のはずですから、上記の力の定義が当てはまらないといけないのではないかと考えると何かスッキリしない感じがします。
「仮に他の力が働いていなければ、物体に加速度を与えられる外的要因」と考えられなくもないですが、「仮に」が入ると、その条件下で、現在着目している力が変化しないのか？などと余計な考察を必要とする気がします。合力だけでなく個別の力も（仮定法を使用せずズバリ）説明できるような「力の定義」は可能でしょうか？

質問者からの補足コメント

• 私は最初、着目している個別の力（例えば垂直抗力）を考えるとき、それ以外の力をゼロと仮定したらどうなるかと考えていましたが、tunami様の回答から、着目している力自体をゼロと仮定したらどうなるかと考えるのが有益と理解できました。その仮定下で現在と異なる加速度が発生するなら、着目している力はそれを打ち消す（大きさが同じで逆方向の）加速度を物体に与えているので、「力」であると理解しました。

    補足日時：2023/12/08 13:28

• お名前の誤り、失礼しました。tunami様ではなくtsumina様でしたね。

    補足日時：2023/12/08 13:32

• 質問中の例題で、「力のベクトル和が合力であり、それがゼロだから物体が動かない」というのは私も最初から理解できていた点あり、疑問点は個別の力がなぜ力と言えるのかという点でしたので、その点を理解させて頂いたtsumina様のご回答をベストアンサーとさせて頂きます。

    補足日時：2023/12/08 13:47

• あ、まだベストアンサーは選べない模様です。後程行います。

    補足日時：2023/12/08 13:49

• 皆様、さまざまなコメントありがとうございます。
  「加速度の働かないところには、力は働いていないのです」という記述がありましたが、これが正に私の疑問の始まりでした。この文の「力」というのは合力のことであり、個別の力のことではありませんね。机の上に静止している物体には重力や垂直抗力などが働いていて、その合力がゼロということであり、「何の力も働いていない」ということではないでしょう。それで、改めて「力とは何か？」という疑問になったわけです。
  現時点では、上記の通り解決致しました。

    補足日時：2023/12/09 09:25

No.2 ベストアンサー 回答者： tsumina 回答日時： 2023/12/08 12:47

力とは、何かを変えるものです。

力学では、質量、速度、加速度などを主に扱うので、

「力とは物体に加速度を与える外的要因」

ですね。他にも、４つの力の一つである弱い力は、素粒子の種類を変えます。いろいろな力があります。

一般用語でも、

政治の力
市民の力
団結の力
意思の力

など、何かを変え、なにかに影響するもの全般を力と言いますね。

質問の意図はよくわかりません。

重力　＞＞　モノを地球に引き付ける（落下速度を変える）力です。
垂直抗力　＞＞　これがなければ物が落ちてしまうのを、止めている。（落下速度を減らしてゼロにしている）力です。

定義通りだと思います。

この回答へのお礼

なるほど。
ご回答の最後の部分から、理解を深められました。
垂直抗力が無ければ、下に向かってgで加速するはずのところ、垂直抗力のせいで加速度がゼロになっている。つまり、垂直抗力は物体に対して上に向かう加速度ｇを付け加えているので「力」だという訳ですね。
有難うございます。

お礼日時：2023/12/08 13:18

No.5 回答者： 真魚 回答日時： 2023/12/08 21:00

机の上の物体が浮き上がったり机にめり込んだりしないのは、遠心力と引力の合力と重力がつり合っているから。

よけいな力は働いていない。
横方向の力も働いていないので、机から滑り落ちることもない。
…という理解で合っていますか。

手もとの本にこんな説明があります。

SUPERサイエンス
人類が生み出した「単位」という不思議な世界
https://www.c-r.com/book/detail/1491
------
　力という言葉が何を意味するのかは、なかなか難しい問題です。
しかし力学では、力は「物体の質量と加速度の積」と明瞭に定義されています。
　・ Ｆ ＝ ｍα
　したがって、加速度が働くところには力が発生しているのであり、力が働いているところには加速度が働いています。
つまり、加速度の働かないところには、力は働いていないのです。
------

参考までに、
法令上の定義（SI系）。

「計量単位令」
物象の状態の量： 力
計量単位： ニュートン
定義： １キログラムの物体に働くとき、その方向に１メートル毎秒毎秒の加速度を与える力

No.4 回答者： e12mv2 回答日時： 2023/12/08 19:08

＞そのときでも重力や垂直抗力は依然として働いている

ではもし垂直抗力だけが亡くなったらどうなるか。
重力だけが残るのだから物体には下向きの力だけがかかる。
そして「それをとどめるものはなにもない」。
物体は床を突き抜け地面も突き抜け地球の中心まで沈むことになる。

なぜ地球中心で止まるか。
周囲の物質と引き付けあう力（重力）が「釣り合って加速度がゼロになる」からである。

実際は慣性の法則により物体は地球の中心を通り抜ける。
そして「後方からの重力」によって速度を減じ反対側の地表に達した時点で速度ゼロになる。
そのあと「後方からの重力」によって反対側に加速されまた中心を通り抜けて元の場所に戻る。
このように振り子運動をしながら「大気との摩擦力」によって次第にブレーキをかけられ振れ幅が減少。
最終的に地球中心に落ち着くことになる。

垂直抗力が存在しないのだからこの現象が地球のすべての物体に働く。
つまり最終的に地球は一点に収縮しブラックホールと化す。

水には重力が働いている。
もしこの力だけなら水はすべて水槽の底に押し付けられぺたんこになる。
そうならないのは浮力という反作用があるからである。
つまり重力と浮力が釣り合っているから水はその形状を保てるのである。

No.3 回答者： angkor_h 回答日時： 2023/12/08 12:56

「力とは物体に加速度を与える外的要因」です。

物体に複数の力が加わっている場合は、
その複数の力のベクトル和がその物体に作用します。

> 机の上に物体が置いてあると、
この場合は、重力と垂直抗力のベクトル和がゼロ、と言う結果です。

> そのときでも重力や垂直抗力は依然として働いているという理解に
はい、そうです。

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人間は、地面の上を歩くことができます。
初代ウルトラマンの身長は40mだそうです。
身長2mの人間に比べれば20倍にもなります。
体重は8000倍ですが、それを支える足裏面積は400倍にしかならず、
地面の抗力が耐えられずに、ズボズボになり、
あんなに素早く、怪獣と戦える(動ける)はずがないのですね。

No.1 回答者： ShowMeHow 回答日時： 2023/12/08 12:44

定義：　力とは物体に加速度を与えうる外的要因、ベクトル量で，単位は国際単位系ではニュートン（N）

でいいんじゃないですか？
ベクトルなんで足すこともできるし、足して０になるのであれば、加速度を与えないのも論理的だし、、、