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力と運動って違いますよね。力とは何か、運動とは何か、詳しく教えてもらえるとうれしいです。できれば専門的知識のある方、物理をまったく知らない一般人にもわかりやすい説明をお願いします。(数字とかを持ち出されるとわからなくなります・・・スミマセン)

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A 回答 (5件)

実は、「力とは何か?」ということは分かっていません。


力は、”運動の変化”から定義されます。

ですから、「運動とは何か?」という問から先に答える必要がありますね。

で、一般人に対する説明とするならば、

 ”運動とは、物体が時間の経過とともに位置を変えること”

という具合でしょう。
もっと厳密には、”定義した座標系における相対的な時間変化”てな具合でしょうか。

また、一定の時間間隔において、物体の移動距離が常に一定なら、それは”等速運動”といいます(その移動経路が直線なら、等速直線運動)。

で、ここでやっと力と運動の関係が作れます。
すなわち、

 ”物体の、運動方向や、運動速度、あるいは形が変化したとき、その物体に力が加わったという”

というものです。

逆に言えば、物体に力が加わらなければ、その物体の運動方向や運動速度、形は変化しません。

力とは、物体の運動状態の観察結果からその存在を求められる物理量なのです。



ところで、運動の定義のところで、”定義した座標系”という言葉を用いましたが、これは座標基準をどこにとっても構いません。
つまり、等速運動している座標系であっても、加速度運動している座標系であっても構いません。
ただし、観測される現象が場合によって異なります。


例えば、宇宙空間(無重力=等速座標系)で、手に持ったリンゴを静かに離しても、その場から動くことはありません。

しかし、地上では手に持ったリンゴを静かに離すと、下方向へ加速度運動します。
これを我々は”重力が働いた”と言ってるわけですが、考え方を変えると、”我々が(上方向の)加速度座標系に存在している”とも考えることが出来るのです。
つまり、手から放れたリンゴはその場に居続けていて、観測している我々が上方向へ加速している・・・という考え方です。
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内容的に他の方の回答と重なりますが。



力とは加速、減速を引き起こす原因
・力が働いていないと、ものは止まっているか真っ直ぐ
 同じ方向に一定の速度で進みます(等速直線運動)。
 つまり力が働かなければ、加速も減速も起こらない。

 加速:時間がたつにつれて、速度が大きくなること。
 減速:時間がたつにつれて、速度が小さくなること。


・但し、自動車が一定の速度で走っているときは、力が働いて
 います。加速させようとするエンジンの力と減速させようとする
 空気抵抗という力が等が釣り合っている状態です。



運動とは何かが動いている状態のこと。
・ものは静止しているか運動しているかのどちらかです。
 
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きっと高校生だと思うので物理を受験科目にしている私が。


私も大学以降の専門的なこととなると全く分かりませんが
高校のテストで点が取れる覚え方を伝授!(強気

力はある物体の質量と加速度を掛け算したものです。

力の単位は[N]と書いてニュートンと読みます。
物理では単位の無い数値は意味が無くなってしまうので単位はかなり重要です。
ニュートンとはりんごが落ちるのを見て重力を発見したといわれている
彼の名前です。(正確には違って数式で云々)

加速度とは一秒間あたりに速度がどれだけ変わっているかという値です。
単位は[m/s^2](←分母にSの2乗)でメートル毎秒毎秒という
聞きなれない読み方をします。なぜこんなおかしな形になるのかは
今は良しとしましょう。

実践的な問題ですと例えば。

50kgの物体が10m/sで動いていて2秒後に止まった。
受けた力の大きさは何Nか?

という問題があったとしますと、聞いているのは力の大きさなので
知りたいのは質量と加速度ですが質量は問題から50と分かっているので
加速度を求めましょう。
2秒間で早さが10変わっていますから加速度は『5』ですね。
よって力の大きさは50×5=250[N]です。

わかりましたか?

結構、良かれと思ってごまかしている部分もありますがそれが
指摘できるようになったら完璧ですね。
運動については下の方のおっしゃるとうりだと思います。
これだけ書いて間違っていたら嫌だな(苦笑&弱気
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うまく説明できるかどうか分かりませんがやってみます。



運動とは動きの様子です。
止まっている状態、動いている状態。

力はその運動の様子を変えるものです。
力が加わらなければ
物体はそのままの運動を続けます。
止まっている物体はそのまま止まってます。
動いてる物体はそのままの速さでそのままの方向に動きます。

力が加わるとその力の方向と大きさによって運動の様子が変化します。
止まっているものであれば
力の方向に向かって動き出します。
動いているものであれば
進行方向に力が加われば速くなります。
逆方向に力が加われば遅くなります。
進行方向以外の方向に働くと
速さ以外に向きも変わります。

よけいに混乱させてしまったらごめんなさい。
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ニュートンによる力の定義は


    質量(kg)×加速度(m/s^2)=力(N)
Nは力の単位でニュートンと読みます。
 しかし、これでは分からないと思うので例を上げます。
 ボールを斜め上に投げると、ボール飛んでいきますよね。このとき、ボールは斜めに運動していますよね。じゃあボールには当然斜め上に向かって力が働いてるに決まってるよ。って思ったら大きな間違いです。ボールには主に重力という鉛直下向きの力が働いています(空気の抵抗力とかもあるけどここでは重力だけに注目)。
 慣性の法則(運動の第1法則)って知ってますよね。運動している物体は現状を維持しようとする。例えば車は急に止まれないとかだるま落としでは静止している状態を続けようとする性質を利用しています。だから、力が働いていなければ慣性の法則によってどこまでもボールは斜めに飛んでいくはずです。ところが、ボールは運動の方向を下向きに変えていきますよね。これは重力という力が働いているためです。
 簡単に言うと力というのは物体に加速度を与えて運動の方向を変えたり、物体の形を変形させたりするものです。
 加速度がよく分からなかったらまた聞いて下さい。
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