【宇宙は物理の法則で成り立つ】ニュートン力学とは ~宇宙と力の理論~

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私たちが住んでいる世界での力による運動は、全て物理の法則に基づいています。

それを発見し発表したのが、有名なアイザック・ニュートンであり、「ニュートン力学」と呼ばれています。

ここでは、ニュートン力学における3つの法則をお伝えします。



ニュートン力学 第1の法則「慣性の法則」

物体は外部から力を加えない限り、静止し続けるか、または、運動し続ける。

例えば、電車やバスに乗っている時にそれらが急停止すると、前につんのめります。

電車やバスに乗っている乗客たちは、進行方向に進む力が加わっている為、急に止まろうとしても慣性の法則により進行方向に進もうとする力があり続ける為、前につんのめるという状態になってしまうのです。

また、アイススケートをする人は、後ろから押されるとそのまま前に滑り、理論上は放っておくとリンクの端まで滑ります。

ただし、実際はスケートシューズとリンクに張ってある氷との摩擦や空気抵抗がある為、慣性の法則通りには滑り続ける事は不可能となります。

ニュートン力学 第2の法則「運動の法則」

物体は力を受けた方向に動く。その時の加速度の大きさは力に比例し物体の質量に反比例する。

野球のボールを投げる時と、砲丸投げで使うような重たい砲丸を投げる時のイメージをすると、同じ人が同じ力で投げると仮定するならば、野球のボールの方がはるかに遠くに飛ばす事が出来るのを想像出来ます。

ただし、摩擦や空気抵抗が関係してきますので、単純な計算では実際の数値と異なります。

この第2の法則では、加速度が一定なら物体の速度や移動した距離は時間に比例する事が示されています。

しかしながら、アインシュタインの相対性理論では時間は絶対的ではないと提唱している為、光速に近いスピードでの計算は当てはまりません。

私たちが日常生活で経験しているような(光速に近くない速さでの日常的な運動)事項ならば当てはまるという事になります。

ニュートン力学 第3の法則「作用・反作用の法則」

物体Aが物体Bから力を受ける時は、同時にBもAから同じ力を受ける

物体Aと物体Bの力はの方向は逆向きになりますが、大きさは同じになります。

例えば、野球のボールを壁に投げて跳ね返る時に、ボールが当たった壁はボールと同じ力を受けますが、野球のボールも壁と同じ力を受けて跳ね返ります。

この時、力を受けた壁が「作用」、跳ね返るときのボールが「反作用」となります。

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