地球の引力ってなに？

Question

重力は地球の引力と自転による遠心力が合わさった力（重力＝引力＋遠心力）ってことなのですが、そもそも引力って何ですか？どのようにして発生するのでしょうか？

tsumina · Accepted Answer

地球の引力とは、古典的に言えば万有引力がもとになります。

F＝G　M・ｍ/ r^2

で表され、

・すべての物体間には、
・２つの物質の質量の積に比例し、
・距離の二乗に反比例する力が何故か働く。

これが万有引力です。

この式で引力を都度計算するのはめんどうなので、地球の質量が圧倒的に大きく、地球の半径が非常に大きいことを利用して、以下の近似をします。

地球上で物質が受ける重力は、

・　質量の一方の地球。その莫大な全質量が中心にあるとみなす。
・　ｒは地球の半径で一定。つまり、物質の地表面の高さは誤差とみなす。
・　地球上の物質間の万有引力も小さいので無視する。

ことで、

「地球上の物質は、重力加速度一定の、質量に応じた引力を受ける」

と言い換えることが出来ます。これが、質問の引力の実態です。

さらに言えば、万有引力はあくまで近似です。重力の実態を知るには、一般相対性理論が必要。それによれば、

・　質量があると時空が歪む。
・　歪んだ時空で生じる見かけの力が重力である。

となります。しかし、概念の理解は、万有引力で十分です。

tsumina · Answer

＞解明されてない部分も多そうですね。

誤解を与えたかもしれませんが、マクロの重力の仕組みは、ほぼ解明されています。古典論も、一般相対性理論も、つきつめればキリがありませんが、質問の状況であいまいなことは、何もありません。

finalbento · Answer

現在の物理学では「力は粒子の交換によって生じる」と考えられています。例えば力の中で最も身近な力である電磁気力は光子の交換によって生じる事が分かっています。そして現時点では未発見ですが、重力も同様に粒子の交換によって生じるものとされていて、その粒子をグラビトン(重力子)と呼んでいます。

tanzou2 · Answer

こういうのは、数式でないと
理解が困難です。

例え話でやるしかありません。

引力は空間のゆがみによって
発生します。

厚いゴム板を想定してください。

そこにパチンコ玉をばらまきます。

そしたら、大きな鉄球を置きます。

ゴム板が凹み、パチンコ玉が鉄球に
吸い寄せられます。

ゴム板が空間、という訳で
これが引力です。

yhr2 · Answer

「万有引力の法則」です。
どうして引力が働くのか、それは分かりませんが、この世ではそういう現象が起こります。

その他、プラスとマイナスの電荷の間にも引力が、N極とS極の磁石の間にも引力が働きます。（こちらには「斥力」というものも働きます）
原子以下のミクロの世界には、それ以外に「強い力」「弱い力」と呼ばれる力も働きます。

それぞれ、どうしてそういう力が働くのかは分かりません。そういう現象が起こっているという現実があるだけ。

angkor_h · Answer

引力とは、物質同士が引き合う力です。
水玉は、水の分子同士が引き合う力でできます。
大きな天体が球状なのも、この力のせいです。
山が崩れれば、がれきは地表に落ちていく、
これが繰り返されて、球状に落ち着くのです。

なぜ引力が発生するのか、はよくわかりませんが、
その性質は、万有引力の法則としてまとめられています。

地球の引力とは、古典的に言えば万有引力がもとになります。