作用反作用

物理をといてて、よく疑問におもうことがあります。
作用反作用のことです。いつも作用反作用を考えて問題を解くのですか？(力学の時)

矢印をかく作業のとき、いつも書かなきゃだめですか？

なんか、このときは書かなくてこのときは書くみたいな気がして、、、
よくわからないです。

親切なかた分かりやすく説明まっております(T-T)

No.1 回答者： rnakamra 回答日時： 2016/05/26 16:56

とある物体に注目してその物体にかかる力のつり合いやその物体の運動方程式を導く場合には、その物体にかかる力だけを記入すればよい。

反作用を書き込む必要はない。

反作用を書き込む必要はないが、その物体にかかる力は細大漏らさず全て記入しなければいけない。
水平面上の運動を考える場合でも重力や垂直抗力についても記入するようにしておいた方が間違いがなくて済む。

No.2 回答者： yhr2 回答日時： 2016/05/26 17:14

実在する力というよりも、壁を力いっぱい押しても壁はびくともしないので、「押す力」と同じ「反作用」を考えないと、「つり合って動かない」という状態を説明できないから、そういう力を想定するのです。

「押す力」を大きくすれば大きくなるし、押すのをやめればゼロになります。まあ、架空の力と考えればよいでしょう。

モノが地面の上に静止しているのも同じです。

必要なときだけ、必要な個所に考えればよいのです。
極論すれば、それが運動に関与するときだけです。従って「作用・反作用がつり合って静止したまま」であれば、考える必要はほとんどありません。

そうしないと、床を「積層」や「ビルの各階の床や天上」の層に分割して、各階・各層の間で作用・反作用があって、「３階の床は２階を押し、２階は１階を押し、１階は大地を押し」といったことを全部書かなければいけなくなります。（極論すれば、分子や原子１個１個の作用・反作用まで）

No.3 回答者： rnakamra 回答日時： 2016/05/26 17:43

#2の内容について

>作用・反作用がつり合って静止したまま

このような説明は絶対に認められない。

作用・反作用はその力がかかっている物体は別のものです。
力のつり合いとは一つのものにかかっている複数の力のバランスを指すものであり、作用・反作用が釣り合っているということを指すのではないのです。

No.4 回答者： tknakamuri 回答日時： 2016/05/27 00:01

例えば、重カに対する反作用は地球にかかりますが、

描かないですね(^-^;

ロープの張力はロープのいたるところで
作用・反作用(引っ張り応力)の形で働きますが、端っこの
張カしか描かないです。しかもロープが引っ張る力は描きますが
ロープが引っ張られる力は描かないですね。

まあ、これを言い出すと剛体を保つため束縛力も描いてない
です。
#描けない(^-^;

両方を意識するするのは良いと思います。

計算に関係無いものは適宜省いても問題ないです。

No.5 回答者： rabbit_cat 回答日時： 2016/05/27 00:21

他の方も触れていますが、

・「作用」と「反作用」は、力がかかる対象の「モノ」が異なる、
ということをキチンと理解すれば、疑問は全て解決するはずです。

例えば、「壁を押している人」の運動について考えているときには、「人」にかかる力だけを考えればよい。
壁にかかっている力は、人の運動には全く関係ない。

あるいは、重力をうけて落下している物体の運動を考えているときには、「物体にかかっている力」だけを考えればよい。
重力の反作用は「地球にかかっている力」であって、物体にかかっている力ではないので、物体の運動には全く関係ない。

No.6 回答者： uen_sap 回答日時： 2016/05/28 06:03

どういう力が作用しているかは常に考えておかねばなりません。

「いつも」はいつもですが、結果的に検討不要の場合もあるでしょう。
特に内力の場合は。
矢印を書かなくても理解できるなら書くひつようはないが、相手に情報として伝える必要がある場合は、視覚を利用して伝えることが容易い。話し言葉だけで力の作用点方向等、相手に間違いなく伝える能力があれば矢印無用。
ただ矢印を使うことにより、時間は相当短縮できます。

No.7 回答者： nA191935 回答日時： 2016/05/31 01:17

運動力学の問題では対象とする物体に働いている外力をすべて明らかにすることが重要です。

対象としている物体とはこれからその加速度だとか、速さなどを解析したい物体のことです。

"対象物体に作用する力"を作用とすれば、"対象物体が他物体に与える力"が反作用となります。

もし対象物体が単一の剛体で、それだけの挙動を知りたいのであれば反作用を考えることは重要ではありません。
他物体に与える力は無意味で、対象物体に作用している外力こそが議論の対象だからです。


しかしもし、複数の要素で構成された対象(これを系 system という)を扱うのであれば、その要素を関連付けるために作用反作用の法則は非常に有効です。(ギアの噛み合いなどはよい例)

我々が日常出会う力学は複数の要素からなるシステムが大半です。ですので作用反作用の法則はなくてはならないのです。

さらに言えば非接触形の力でも成り立つこの法則は、太陽系という壮大なスケールのシステムでさえも支配してしまうのです。(万有引力)


作用反作用の法則の有意性を理解頂けたら幸いです。