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地球は、質量を持っていて重力が働きますが、
地球は、磁石でもあって磁力が働きます。
どちらの力の方が強いでしょうか?

例として、地球と同じ質量と磁力を持つ物体を2つ、
地球から月までの距離だけ離して、
次の様に、磁力が最大になる様に配置した時、
 N●S--------N●S
この2つの物体間に働く重力と磁力は、
それぞれ何ニュートンで、
どちらの方が強いでしょうか?

以上、宜しくお願い申し上げます。

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A 回答 (6件)

地球の1m²当たりの磁束密度平均、比例定数、地球-月間の距離から磁気力が計算できる。


また地球の質量と万有引力定数から重力も計算できる。
具体的値は、明日計算してみる。

F磁力=K×W×W/R² K:比例定数 W:地球磁束密度合計:ウェーバー
F重力=G×M×M/R² G:万有引力定数 M:地球の質量
R:地球-月間距離
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この回答へのお礼

わざわざ計算式を示して頂いて、有り難う御座います。
理科年表などから数字を拾って式に代入すれば、
自分で計算ができますね。

お礼日時:2016/06/05 11:23

4つの力は基本相互作用というそうですね。


強さは、
強い力>電磁気力>弱い力>重力 の順で、
電磁気力と重力は一応影響する範囲が∞遠とされています。

Wikiのリンクですが、
https://ja.wikipedia.org/wiki/%E5%9F%BA%E6%9C%AC …
のがありました。
簡単そうで難しい疑問なのだと思います。
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この回答へのお礼

難しいですね。
「クーロン力」と「磁力」は別物と思っていましたが、
物理学では、まとめて「電磁相互作用」なのでしょうか?
回答、有り難う御座います。

お礼日時:2016/06/05 11:52

No.4 計算間違い


F磁力=k×W×W/R² ⇒ 2.5×10^7 N
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この回答へのお礼

地球では、磁力より重力の方が、
10^15倍?ぐらい強いのですね?
再度、わざわざ計算して頂いて有り難う御座います。

お礼日時:2016/06/05 11:43

4つの力の比較では無く、この地球の磁力と重力の絶対値の比較


月の位置にもう一個地球が有ったらと言う仮定での計算。
地球では1m²当たり0.24-0.66 ガウスだから大雑把に平均0.45ガウス/m²
ウェーバーに換算すると、0.000045ウェーバー/m²

地球と月の距離:384,400km
地球の質量5.972×10^24 kg
地球の半径6,371km
万有引力定数:6.67408 × 10^(-11)

これを代入して計算すると
F磁力=k×W×W/R² ⇒ 2.8×10^(-6)N
F重力=G×M×M/R² ⇒ 1.2×10^22N

この仮定では重力が圧勝
そりゃそーだ。鉄が北極や南極に向かって勝手に飛んで行かない。
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この回答へのお礼

わざわざ計算して頂いて有り難う御座います。

お礼日時:2016/06/05 11:27

現代物理学の最先端に関わる問題で比較が難しいと思います。


重力と磁力のどちらが強いのか比較する理論がまだありません。

重力は月と地球を結びつけていていることはニュートン力学でも相対性理論でも説明されています。
地球の表面に置かれた釘を重力に逆らって磁石で持ち上げることも出来て、電磁気の力はマックスウェルの電磁方程式で説明されています。

電磁気力の他に原子核内で作用する弱い力や強い力もあって、その電磁気力、弱い力、強い力の3つは統一する理論があるのですが、
重力を他の力と統一して理解する理論は、今の物理学ではまだ研究途上なので比較は難しいですね。
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この回答へのお礼

物理学の統一理論ですか。
重力と磁力を比較する理論が登場し、
物理学が発展する事を、期待したいと思います。

お礼日時:2016/06/05 11:26

そりゃ重力の方が強いでしょう。

釘を空中からおとして、北方向にずれて落下なんかしませんよね。
何ニュートンなんかは計算出来ませんが。
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この回答へのお礼

よく考えてみれば、そうですね。
回答、有り難う御座います。

お礼日時:2016/06/05 11:20

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Aベストアンサー

磁力の本質というのは根元的な質問でどう答えるのか難しいですね。
現状では単磁極粒子(モノポール)は見つかっていないので、磁石は必ずNS極の対で存在します。
その基は電子のスピンと軌道によります。もちろん原子核も同様のスピン等による磁力を持っていますが、
一般的な現象はすべて電子による物と言えます。

つまり、電磁石と同じ、電荷の移動によって生じる力が磁力と言うことになります。

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Aベストアンサー

なるほど。
重力と磁力は一見似てるので、最初は、そういう素朴な疑問を持ちますよね。

すでに皆さん回答されているように、磁力は、この世にある4つの力
1 重力
2 電磁気力
3 弱い相互作用(核力の一種)
4 強い相互作用(核力の一種)
のうちの、「電磁気力」の一つの面であって、基本的には電子と光子(フォトン)だけで起こっている物理現象です。

重力と磁力は、似ている点がありまして、どちらも、引き合う力は、2つの物体の距離の2乗に反比例します。

さて、「重力と磁力とは違う」、ということについては、皆さん、すでに回答されていますが、私も少し説明を足しましょう。

仮に、磁力によって我々が地球にくっついていると仮定しましょう。
磁力とはNとSが引き合うのですから、仮に地球をN、人間をSとしましょう。
そうしますと、人間同士について考えますと、SとSでは反発するわけですから、人間同士が近づこうとするのが難しくなります。
実際は、そういう状況が起こってませんから、重力は磁力と違うことが理解できます。

もう一歩踏み込んで考えますと、
現在までの物理学では、磁石のNとSは、必ずペアで存在している、とされています。
例えば、磁石をどこまで細かく切り刻んでも、必ず、ちっちゃい「N&Sコンビ」になります。逆に言えば、ちっちゃいコンビの集まりが磁石です。
また、(物理学では、前期のことと同様のことになりますが、)磁力は、ある境界線で包み込んだ一つの領域の中にある、N極の個数とS極の個数みたいなのを集計(一周積分)すると、合計が必ず、差し引きゼロになります。
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ですから、重力は磁力とは違う、という結論になります。



ちょっと脱線しますが、
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しかし、地球の長い歴史の中では、北と南の磁力があべこべになっていまして、あべこべ→戻る→あべこべ→戻る→・・・・・を繰り返しています。
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つまり、海底はカセットテープになっているわけです。
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磁石の磁極は2種類(N極とS極)あり異種の磁極が引き合い、同種の磁極は反発しあいます。
また、一個の磁石は、必ずこの両極を持っています。

いま2個の磁石があり互いに引き合っているのですから、一つの磁石のN極と、もう一つの磁石のS極が引き合っていると思います。

一般に磁気を遮蔽するには、No.1,3の方の回答にありますように普通は透磁率の高い(磁石で付きやすい)金属を使うのですが、これは磁石が1個のときに、その磁石のN極の磁気とS極の磁気とを通りやすい物質でつないで、外に出ないように封じ込めます。
ところが、今回は磁石が2個なので、引き合っている間に透磁率の高い物質を入れると、それぞれの磁気がこの磁石で付きやすい物質を引きますので、遮断できないと思います。

>お互いの磁力が作用しなくなりそれぞれの糸がたるみ、磁石が落ちる。といった構造にしたいのですが。
このような作用をさせたいとすると、遮蔽する考えでなくて反発させるのが良いと思います。
つまり、シート状で両面が極になっている磁石を使用します。
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これで、2個の磁石は、同極に相対しますから反発されるので落ちると思います。

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磁石の磁極は2種類(N極とS極)あり異種の磁極が引き合い、同種の磁極は反発しあいます。
また、一個の磁石は、必ずこの両極を持っています。

いま2個の磁石があり互いに引き合っているのですから、一つの磁石のN極と、もう一つの磁石のS極が引き合っていると思います。

一般に磁気を遮蔽するには、No.1,3の方の回答にありますように普通は透磁率の高い(磁石で付きやすい)金属を使うのですが、これは磁石が1個のときに、その磁石のN極の磁気とS極の磁気とを通りやすい物質でつないで、外に出な...続きを読む

Q重力による時間の遅れがわからない

こんにちは。
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重力が強い程に時間の流れが遅くなるのをこの光時計の比喩でわかりやすく教えて下さい。

ちなみに『竜の卵』というSFでは中性子星にチーラという知的生物がいて
人類の100万倍の進化速度になる理由を教えて下さい。
設定では直径20kmで表面重力は670億G。
なぜ重力が強くて時間の流れが遅いのに、100万倍の速度なのかがわかりません。
地球時間では15分がチーラでは60年に相当するそうです。
だから人類の科学力をあっという間に追い抜いてしまうそうですw

よろしくお願いします。

Aベストアンサー

 相対論では真空中の光速度が基準で、時間や空間(時空)は、光速度により変化します。

 光も重力で自由落下します。もし重力源に逆らって光を放つ、つまり星の表面から光を放てば、真空中の光速度(秒速30万km)と自由落下する速度の合成(足算)になります。

 これは水中での光の速度が遅くなるのとは異なり、時空の性質によるものです。そのため、光は相変わらず宇宙での特別の速度であり、やはり光は時間や空間の基準となります。

 遠方から見て、星の表面から放たれる光が重力のために秒速15万kmとなるなら、星の表面での時間は、遠方から見ると半分の速さで進んでいます。なお、その星の表面で見れば光は(局所的には)秒速30万kmであり、自分の時間の速さが遅くなっているとは観測できません。それが一般相対論がいう、重力による時間の遅れです。

 しかし、その星表面から遠くを観測すれば、自分より倍の速さで時間が進んでいることが分かります。相対速度を持つ者同士が、どちらも相手の時間がゆっくり進んでいると主張して、それがどちらも正しいという状況(特殊相対論がいう時計の遅れ)とは異なります。

>なぜ重力が強くて時間の流れが遅いのに、100万倍の速度なのかがわかりません。

 そうなりません。中性子星表面の時間は、強い重力のため(赤道などだと速度の影響も少し加わる)、遠方に比べると遅くなっています。竜の卵に出てくる中性子星の知的生命体チーラはの生物的な感覚時間が速いのは、チーラがいわば巨大原子核が生物になったようなものだからです。

 思考であれば、人間の脳は化学反応により思考しますので、光速度の制限はもとより、化学反応速度の制限を受けます。チーラは、それが原子核内の反応であるため、とてつもなく速くなっています(生きた量子コンピュータみたいな感じ)。

 なお、チーラやその生活環境は、自然科学を度外視しての想像ではなく、中性子星表面で起こり得る反応を考慮して設定してあるようです。

 相対論では真空中の光速度が基準で、時間や空間(時空)は、光速度により変化します。

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