ニュートンの第2法則 F=ma は何故成り立つ？

ニュートンの第2法則　F=ma　は何故成り立つ？

No.1 ベストアンサー 回答者： noname#2762 回答日時： 2001/06/28 22:34

その答えは今は多分ないと思います。

ニュートン物理学（古典力学）の基本中の基本公式です。F=maでだいたい大きな現象を説明できるという考え方を、物理の世界では取るべきではないでしょうか（それだけでものすごく貢献してますよね）。でもそれだけでは、物理学の発展にはつながりませんよね。何故、物体と物体は引き合うのか、何故　光速は普遍なのか、きりがありません。でも、人間はそんな疑問を一歩一歩解いていった。ニュートン力学の及ばない、ミクロ（原子）の世界の物理も解き明かし、ついには、原子爆弾、水素爆弾、原子力発電もやってしまいました。探求心が旺盛、頑張ってください。
　

この回答へのお礼

有り難うございました。
　何故、成立するのかそれは現在まだわかっていない。人間は昔、力は速度に比例すると考えた。何故か、その方が直感的に理解しやすかったからです。その解釈が200年ほど信じられていました。しかし、ガリレイはそれが間違いであることを理想的な実験から導いた。すなわち摩擦が全くないという世界では力が働かないにも拘わらず物体に速度は存在することを推測した。そこから、物体へのかかる力はその加速度に比例することがわかったのです。
　探求心が旺盛といわれますが、これは力学のみならず物理学の基本中の基本です。これを全くのうのみで、それが解き明かされた経緯も知ろうとせず盲信する方が間違っている。現在の日本のエネルギー事情を良く知っておられる方なら原発なくしてこれからの日本はやっていけないことを十分ご承知のはずです。

お礼日時：2001/06/29 13:27

No.5 回答者： pei-pei 回答日時： 2001/06/29 23:29

第2法則についての私の認識は、

「加速度は、力に比例し、重力質量に反比例する。質量は、受ける重力の大きさをあらわすと同時に、加速しにくさも表すことを発見した。」
というものです。そして、何故なのかを考えることが無意味だとは思いません。
発見された法則が何故成立するかを考えることで、物理学は進歩してきたのでは
ないでしょうか？

第1法則についての私の認識は、
法則ではなく、第2・第3法則が成立する為の前提であると思います。つまり、
「慣性系で考ますよ」と前置きしているだけではないでしょうか？

質問の回答にはなっていないかもしれませんが、悪しからず。

No.4 回答者： stomachman 回答日時： 2001/06/29 18:21

ニュートン力学の範囲内で言うならば、

F=ma
は法則と呼ぶよりも、むしろ慣性質量mの定義にほかなりません。
m = F/a
同じ力Fを掛けたのに加速度aがモノによって違う。その違いが慣性質量mって訳です。

No.3 回答者： brogie 回答日時： 2001/06/29 01:18

この法則が何故成り立つかは分かりません。

ただ、マクロの世界では、これから導かれるいろいろな現象が正しいことは疑いありません。

ここら辺のいきさつを考えてみましょう！！

物理学の法則は導くことは出来ないではないでしょうか？もし、その法則が導かれたら、その法則は法則ではなくなります。いろいろな現象や実験から法則が導かれてきます。この導かれた法則(例えば、F=ma）を用いて、放物体や斜面の問題を解いていきます。

ミクロの世界や光の速さに近い物体の世界では、ニュートン力学は破綻しました。ミクロの世界では、量子力学が生まれ、光の速さに近い世界では、アインシュタインの相対性理論が生まれました。

量子力学のシュレディンがー波動方程式がなぜ成り立つか？これは導くことはできませんが、水素原子に適用して、大成功を収めました。これでこの方程式が正しいと認められました。このように、その法則から導かれた結果が正しいければ、その法則は正しいと判断されます。

しかし、あなたのように探究心旺盛の青少年は、ここら辺のこと、もっと考察されて納得がいくまで探求して下さい。　

F=maは、力Fを定義しているようですが？　ｍは天秤で計れ、aは長さと時間がわかれば測定できます。これにより，力Fが導かれます。如何でしょうか？あなたの探究心で考えて見て下さい。ついでに、もう１つ、F=0のときは、ma＝０で、a＝０ですから、速度V=一定となり、運動第1法則が導かれました。では、なぜ、運動第1法則はあるでしょうか？存在意義はあるでしょうか？

長くなりすぎました、ここらで失礼します。

No.2 回答者： noname#136764 回答日時： 2001/06/28 23:31

物には慣性があるから。

外力を加えられたときの動きやすさ（慣性の大きさ）をあらわす係数が、慣性質量ｍだから。

慣性質量と重力質量が等しいのはなぜかというと・・・・一般相対論の話になるんでしたか、ちょっとそこまでは。(^^;;