ニュートンの第2法則の実験について。ニュートンはおもりの落下実験(1) 台車の実験(2) で第2

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質問者：よろしくお願いしマスカット
質問日時：2024/01/18 14:53
回答数：5件

ニュートンの第2法則の実験について。

ニュートンは
おもりの落下実験(1)
台車の実験(2)
で第2法則を確立したと学びました。

(2)の実験でFとm、aの関係を導き、
(1)の実験と(2)の実験を照合することで、
物体の重さに比例し、物体に対し重力により働きかけられる力が大きくなることを発見。そしてこれが万有引力の発想にも繋がるという認識で正しいでしょうか。

回答ありがとうございます。
そもそも万有引力の発見自体かなり直観的なものであったという説が有力みたいですね。

補足日時：2024/01/18 16:08
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回答 (5件)

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No.5

回答者： tsumina
回答日時：2024/01/23 20:37

闇雲に実験をしたとは思えませんね。

ニュートンの思考過程は、完全にはわかりませんが、ある程度は推測されています。

質量mの物体の勢いを考える。そのとき、速度v を用いて、

・質量が大きいほど、速度が大きいほど、物体の勢いがある。

と仮説を立てます。ボールをキャッチするのでもいい。台車を止めるのでもいい。ｍ、ｖが大きいほど、止めるのに衝撃を受ける感じがしますね。

一方で、この勢いを得るためには、力Fと時間ｔを用いて、

・加える力が大きいほど、力を加える時間が長いほど、勢いがつく。

という仮説も、実に自然です。

現在では、前者のｍｖが運動量と言われるもの、後者のFｔは力積と言われるものです。つまり、両仮説をあわせれば、

・加えた力と時間の長さに応じて物体の勢いは変化する。
　（運動量が変化が力積に相当する）

となります。式で書けば、ｍは一定なので、

Ft　＝　ｍ（v1-v0)

これを、ｔで微分すれば、
結局

F　＝　ma

だよね・・・・こんな感じだと言われています。

万有引力は、ケプラーの法則から、数学的に導かれたと言われていますね。

①や②は、万有引力による重量の說明と、運動法則の両方の仮説があって、はじめて成り立つ実験なので、思考過程と結びつけるには、美しすぎると感じますが、詳細は知りません。

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No.4

回答者： chiha2525
回答日時：2024/01/18 21:45

万有引力のリンゴの話は、一般的に知られているようなものではなかったりします。

彼はニュートン力学とも呼ばれる力学の一大体系をつくりあげ、おおよそ全ての運動法則を簡潔に記述しました。特に遠隔力を一切用いず、すべてを近接作用のみで説明したのですが、これは現在の最先端の物理学にも引き継がれている考え方です。

しかしこの遠隔力を用いない考えのなかで唯一の例外がありました、それが天体の運動です。そして、もし天体同士がロープのようなもので引き合っていたならば、その運動は他の力学の体系とまったく同じ力学で記述できることも分かっていました。しかし天体同士が引き合うロープのような何かだけが見つからない状況だったのですね。
ここでリンゴが登場します。実際にリンゴの落下を見たのかどうかは分かりませんが、リンゴの落下と天体同士が引き合う”見えないロープ”が本質的に同じものであることに気づいたわけです。そんなわけで遠隔力を取り入れなかったニュートンが”見えないロープ”を万有引力と名付けて、全ての運動の記述に成功したのです。