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作用反作用の法則を、高校物理の様々な範囲で見かけますが、なぜ成り立つのですか?ニュートンさんかどなたかが、そう定義したからですか?教えてください!
ご回答宜しくお願いします!<(_ _)>

A 回答 (3件)

歴史的には、ニュートンが質点の運動の第3法則としたからですね。


この古典的な力学の基本法則は、後に電磁気学の登場で揺らいでいき、量子力学とは並び多々なくなっていきます。
電磁気学的な現象を合わせて古典力学を定義しなおし、相対性理論へと発達していきます。
高校の物理では、こんなものだと考えるのが安直ですね。

そして、作用反作用の法則は、成り立つというよりも経験則です。
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この回答へのお礼

とりあえず、あんまり深く考えずに経験則的に成り立っているからと理解しておくことにしました。ご回答ありがとうございました!

お礼日時:2017/02/04 15:09

ニュートンの三法則は、そうすれば世の中上手く説明できますよという提案みたいなものです。

彼は、それら法則が現れる機構は説明してません。(説明する気も無かったと思います)
本来、その後に現れた量子力学がそれが成り立つ理由を説明せねばならないはずですが、どうもそう言う観点からの簡潔な説明は見かけません。

ただ、朝永 振一郎やファインマンらが完成させた電磁量子力学では、力は光子が伝達します。
例えば、電子と電子の間で光子が往復して、衝突した際に力を及ぼします。(正確には、光の運動量が電子に移ります。運動量の時間変化率が力です)
電子と陽子の場合も、同様に光子が衝突しながら往復します。
後者の場合、衝突するのに引力になるのは不思議で、そこはどうなっているのか知りません(どうも、素人にも簡単に分かる説明はないようです)。
ともかくも、それが基本法則のようです。(ファインマン著, "光と物質の不思議な理論"を読むことをお勧めします)
そうであれば、力を与えるのも力を受けるのも同じ光子を受け渡しするので、双方に働く力が等しく, 反対向きであるという作用反作用の法則も納得できると思います。
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ニュートンの法則です。

こう考えると、力学的な事象がうまく説明できるということで、慣性の法則、運動の法則とともに、これを法則として立てられました。
これは、数学で言えば、公理ということになると思います。
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それとも、公聴会の際に非難されようが罵倒されようが、間違いを素直に認めて訂正した考察を出せば、お情けで修了はさせてもらえるでしょうか?

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間違いは誰にでもあるものです。

指導教官に相談して、修正・差し替えできるならさせてもらえばよいでしょう。
一流雑誌に載るような論文でも、校正段階で一部差し替えることだってありますよ。
特に、全体の論旨・結論には変わりなく、「考察」だけを差し替える場合であれば、大きな問題はないと思います。
「公聴会」がいつか分かりませんが、その前に差し替える、あるいは最悪公聴会当日審査員に「差し替え版」を配布するなどで対応すればよいのではないでしょうか。

問題は、結論を出すための「データ」や「論拠」に誤りがあって、そもそもの結論が成り立たないという場合です。その場合にも、公聴会までに、あるいは審査員には最悪当日にでも「論文に記載した内容は誤りで、正しくはこういうことである」ということをきちんと「書面」で提出した方が良いでしょう。
研究として実施した狙いや内容に間違いはなく、誠意を持って取り組み、論文の記載誤りをきちんと認めて「正しい考察」ができているということを示せば、つまり「研究内容に誠心誠意取り組んだ」「誤りをきちんと修正した」という姿勢で臨めば、道は開けてくると思います。

>それとも、公聴会の際に非難されようが罵倒されようが、間違いを素直に認めて訂正した考察を出せば、お情けで修了はさせてもらえるでしょうか?

はい。「お情けで修了はさせてもらえるか」は分かりませんが、そうすべきでしょう。学問とはそういうものです。
大学では、「研究結果」そのものよりも「そういう態度で物事に取り組む人材」を育成する方を重視しますから。

間違いは誰にでもあるものです。

指導教官に相談して、修正・差し替えできるならさせてもらえばよいでしょう。
一流雑誌に載るような論文でも、校正段階で一部差し替えることだってありますよ。
特に、全体の論旨・結論には変わりなく、「考察」だけを差し替える場合であれば、大きな問題はないと思います。
「公聴会」がいつか分かりませんが、その前に差し替える、あるいは最悪公聴会当日審査員に「差し替え版」を配布するなどで対応すればよいのではないでしょうか。

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大気圧の作用は浮力として考えることができます。
もちろん、大気中の物体にも浮力が働いています。
ただ、高校物理の場合、取り扱う物体は「質点」と言われる大きさを無視した物体がメインですので、
(浮力)=(流体の密度)×(物体の体積)×(重力加速度)   ※流体とは、気体や液体の事で、大気中ならば空気のことです
の(物体の体積)は実質0と考えます。
高校物理で、物体が運動するとき、多くの場合は空気抵抗を無視するのも、考えているのが質点だからです。
しかし、現実問題では、浮力も考慮しなければならない場合が出てきます。
もちろん、それは、考えている物体の体積が大きくて、浮力を無視できない場合です。
例えば、高校物理の問題でよく出てくるのが熱気球の問題です。
熱気球では重力と浮力を考えないと、熱気球が浮かび上がる事は説明できません。
ただし、物体の体積が小さい場合は現実問題でも浮力を無視します・・・正確には、重力に対して浮力が小さい場合は無視します。
例えば、一辺が10cmの立方体で、質量が1Kgとします。
このとき、空気の分子量は約29・・・つまり1モルあたり29gですので、22.4Lで約29g、
つまり、立方体には1.3g程度の浮力しか働かない事になり、物体の重さの1/1000程度しか影響しませんので、無視してかまわないということです。
高校物理で出てくる剛体の場合も、通常同じ理由で浮力は無視します。
剛体は大きさを持っていて、浮力が働くはずなのですが、立方体の例のように通常無視してかまわないので、断りなしに無視してしまいます(^^;)
しかしながら、物体が小さくても浮力を無視できない場合もありますね。
例えば、ヘリウムガスを入れた風船です。
風船の場合、浮力を無視すると、風船が浮く理由を説明できません。
それから、「例えば、水中に、水よりも密度の軽い物体を地面と接するように置いたとき、上方へ浮いてきませんよね?」とありますが、物体は一般に浮いてきますよ(^^;)
浮いてこない場合は、地面と完全に密着していて、物体と地面の間がほぼ真空に近くなっている場合とか、水圧で体積が縮小する場合くらいかな・・・。
あれ?それとも、誤記だったのかな?(^^;)
まあ、何にしても、参考になれば幸いです(^^)

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Q物体が落ちる速さについて

読んで下さってありがとうございます。

今日、子供に「物の落ちる速さに重さは関係ないんでしょう?なのにどうして大きい雨の粒の方が小さい粒より速く下に落ちるの?大きい粒の方が空気の抵抗が大きいのに。」と聞かれました。

子供は先日ガリレオの伝記、今日は天気の絵本を読んでいました。

大きい粒と小さい粒の空気の抵抗の差より、重さの差があったから では答えになりませんし、困り果てて、「み…密度の違いじゃないかな」と答えてしまいました。

おそらく間違っているのでしょうが、説明が全く思いつきません。

どなたかお知恵を拝借できないでしょうか。

勝手なのですが、息子は幼稚園児なので、簡単に教えて頂けると助かります。

どうぞ宜しくお願いいたします。

Aベストアンサー

息子さんの視点はとっても良いですね。

難しい解説は下記URLを読んでいただく(かなり詳細に説明されています)として
http://luna-physics.cocolog-nifty.com/blog/2011/09/post-d229.html

簡単に言えば実は小さい雨粒(軽い雨粒)の方が空気の影響を受けやすいんです。
雨粒の細かいもの(極端に言えば「霧」)は、一粒当りの重量が軽くなる以上に、大きさが小さくなります。
すると空気の粒(分子)の力に対しても小さくなるので抵抗が増していくのです。
例えるなら息子さんの友だちを息子さんが持ち上げるのと、親御さんを息子さんが持ち上げるのはどっちが大変か?と言うのと同じ事です。
なので大きい粒の方が一見すると抵抗が大きくなる様に見えますが、それを上回る重量を持ってくるので空気の抵抗を受けにくくなるのです。


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