慣性の法則についての疑問

質問

慣性の法則は、「(1)止まっている物は、力を加えない限り止っている」「(2)動いている物は、力を加えない限り動き続ける」ですね。　このうち(1)はいらないような気がするのです。(2)だけでいいのではないかと。なぜかというと、静止している物体は、速度０ｍ／ｓで動いている状態と考えられるからです。
なぜ、(1)の文章が必要なのか教えてください。

回答No.8

Alpinia120 · ベストアンサー

本質的に質問者様のお考えのとおりだと思います。
慣性の法則を言い換えると「力を加えない限りその物体は等速直線運動をする」ことですから力を加えない限り静止している物体は０ｍ/ｓという等速直線運動をおこなっていることになります。

二つの場合に分けて説明しているのは理解を深めていく段階に応じてこのように説明しているものと思います。

さらに統一的に運動を説明するとＮＯ１様やＮＯ７様の言われるように
Ｆ＝ｍα　（力＝質量×加速度）
の運動の第2法則により静止を含めた等速度運動（等速直線運動）を加速度０として包含して表現することも正しいと思います。

しかしここまでしてしまうと運用上かえって不便だと思います。

お礼

二つの場合に分けて説明しているのは理解を深めていく段階に応じてこのように説明しているものと思います。
確かに、初心者には、２つあった方が分かりやすいですよね。
有り難うございました。

回答No.7

moby_dick

単純なことのようですが。

「動いている」、「止まっている」という言葉は一般で使う言葉ですが、
物理学においても、「動いている」とは、動いていることで、速度が０でないことです。
速度０ｍ／ｓで動いているというのは論理的に間違っています。

結論は、「動いている」、「止まっている」で表現する限り(1)と(2)は必要です。

参考までに、もっと難問を紹介します。

慣性の法則は力学の第１法則ですが、
第２法則で、力を０とすると加速度が０で、第１法則になります。
従って、第１法則は必要ないです。

お礼

他の法則までは、考えていませんでした。
ありがとうございました。

回答No.6

apple-man

慣性という考え方は２０００年以上前の
ギリシャ時代から。少しづつ形を変えて
伝わってきているんです。

　物体の落下は2乗法則によっているようだ
というあたりまでは、ニュートン以前の
ガリレオが言っているんですが、ガリレオは
それが重力という力のせいだとは、はっきり
認識していなかったんです。

　ニュートンやロバート・フックらが
独創的だったのは、★運動は全て力で説明
できるとした点で、自由落下が起きるのも、
空間を伝わる引力（重力）があるとした点です。
　つまり重力を発見したとされる由縁です。

　フックの業績はニュートンによって
闇に葬りさられたので、今の日本の
教科書にはニュートンの話しか
出てきませんが・・・

＞(1)止まっている物は、力を加えない限り止っている」

　例えばフーコー振り子みたいに、球体を
ヒモで吊っている振り子があったとしましょう。

　古代の慣性の法則では、重力の存在を考えず、
物体は地面に近づこうとする性質（慣性）があると
していたんです。

　振り子が止まっている場合、古代の慣性の法則
では、自由落下するという慣性を、ヒモによって
伝わっている引力という力がじゃましていると
考えていたんです。
　つまり力が加わっているから止まっているんだと
考えていたんです。

　この考えだと、「(2)動いている物は、力を加えない限り動き続ける」が、止まっている物は、力を加えるのを
止めると自由落下という運動を始めてしまうと
いうことになるんです。

運動の要因
（古代の考え方）
　地面に近づこうとする物体固有の慣性と、
手で触れるといった直接的な力、
この２つが運動の要因。

（ニュートン、フック）
　空間を伝わる重力という力と、手で触れると
いった直接的な力が運動の要因。
＜運動の要因は全て力という概念１つで説明できる＞

　学校の教科書に出てくる慣性の法則は、
ニュートンとフックの考えた慣性の法則で、
ここで言う力は重力＋直接的な力、である
と考えると、（１）の説明の意味が分かると
思います。

　重力がまずあってという説明から
教えられると思うので、それが疑問の
原因だと思います。

お礼

すみません、私レベルでは理解できませんでした。フックとの確執は聞いたことがあります。ニュートンの方が長生きしたんでしたよね。長生きも芸のうちです。有り難うございました。

回答No.5

pitagorajr

力を加えなくても動き出すことがある」と考える人が居るといけないからだと思います。

お礼

中学生レベルだと、そう考える人がいるかもしれませんね。
ありがとうございました。

回答No.4

Teleskope

>>　(2)だけでいいのではないか。 <<

　その通りです。あなたのように「静止物体は速度０で動いていると考えられる」ことに気付いた人にはもう(1)は不要です。　まだそこまで悟ってない人のための補助の踏み台だと思ってください。

　余談ですが参考読み物。
http://oshiete1.goo.ne.jp/kotaeru.php3?q=1342151

お礼

Ｎｏ２さんは少し違うような気が、、、
有り難うございました。

回答No.3

sqwe-ir

（１）この法則は、天体の軌道を計算する過程で極めて重要になります。

止まっている天体は、力を加えない限り静止しているのであり、
動いている天体は、力を加えない限り動き続けるのです。

公転とは、円運動や、楕円運動ではありません。
正しくは、天体の慣性の法則による直線運動と、
万有引力の複合運動であり、
その他の天体の影響も受けて運動してしまいます。

この運行を説明するには、
天体は、力を加えない限り（１）
直線運動をするはずである。（２）

しかし、円運動に近い、楕円で運行している。

ここから万有引力の法則が導き出されます。
こうでなくてはつじつまが合いません。

その後、天体の運行は、
直線、円、楕円、放物線、双曲面のどれかであると限定します。

天体の運行を説明し、計算で証明するには、
（１）と（２）は、両方とも極めて必要な法則だったのです。

だってリンゴが落ちても互いに引き合ってるとは誰も思わないもん。＾＾；

お礼

そこまでの問題に発展してしまうのですか。
ありがとうございました。

回答No.2

noname#24819

面白い質問ですが，一つ大きな間違いがあります。
それは，『運動』と『動き』の違いを誤っています。
物理学でいう『運動』とは，ある物体の挙動を表します。従って，速度0m/sも立派な運動状態を表しています。
物理学で『動き』とは，静止以外の状態を指します。従って，「速度0m/sで動く」という表現は間違っています。
つまり，運動には，静止と動きがあるのです。

従って，『止まっている』ことと『動いていること』は違う用語なのです。よって，『速度0m/sで運動』するという言い方は正しくても，『速度0m/sで動く』という使い方は間違っています。

そもそも慣性の法則とは，
『物体は，運動状態を変えるのに抵抗する性質を有する』
というものなので，運動＝静止＋動き，を考慮すれば，
『(1)止まっている物は、力を加えない限り止っている』『(2)動いている物は、力を加えない限り動き続ける』
が導かれますね。

お礼

『止まっている』ことと『動いていること』は違う。
有り難うございました。

回答No.1

guuman

そもそも慣性の法則が要らないのです
運動の法則の特別な場合であって
運動の法則が公理とするならば
慣性の法則は補題であって定理にも値しないのです

お礼

素早いご回答ありがとうございました。
そういうことですか。