慣性の法則について

質問

先日、学校のほうで慣性の法則を習ったのですがどうも意味がわかりません。
いろいろな参考書なども調べたのですが同じことしか載ってなく・・・
誰か詳しく教えてください!!また慣性の法則と慣性の区別の仕方もわかるとありがたいです

回答No.9

astrohouse

おそらくTakatomoさんは「慣性力」と「慣性の法則」とのつながりがよく把握できないまま混乱されているのではないでしょうか。

　これまでの方がおおぜい回答されているように、たとえば宇宙遊泳中の宇宙飛行士の肩を「おい、元気か。」とぽんと叩くと、その後は力を加えなくとも「元気だぞー」と言いながら永遠に等速運動を続けようとしますね。
　つまり「外力が働かない限り、物体はその運動の形態を変えようとしない。」と言うのが「慣性の法則」です。

　さて、急発進（加速度運動）するバスの中に乗っている人が、後ろ向きに受ける力を「慣性力」と言いますが、実はこれは現実には存在しない力なんです。「遠心力」なども同類です。

　バスはエンジンの力を受けてどんどん加速していきますが、中の人にはエンジンの力は及んでいません。ちょうど宇宙空間のように、人は「等速運動」を続けようとします。どちらも前方へ動いているのですが、ただ容れ物（バス）の方が少し先行しただけです。
　しかし人は、一瞬前には自分はバスの真ん中にいたと思っていますから、まるで後部座席のほうへ押されたように感じるわけですね。だれも人を後ろには押してはいないんですが。

　すなわち「慣性の法則」で等速運動をする物体が、加速度運動する座標系の中では、まるで加速度と逆向きの力を受けたように感じる仮想的な力、だから「慣性力」と呼んでいるんです。

　そう考えると、上向きに急速に加速するエレベータの中で感じる下向きの力や、カーブを曲がるジェットコースターの中で外向きに感じる「遠心力」なども、実は、中の人が「慣性の法則」でただ等速直線運動を続けようとしているために感じる「実在しない力」だと言うことが分かるでしょう。

回答No.8

noname#129397

物体が存在しているとき、制止しているのならば静止したまま、動いているのならば動いたままでいようとする力が慣性の法則です。
　慣性の法則は、その物体に何も力がかかっていないとき（つまり物体に対する合力が０）にいえるのです。でも、実際のところ力が０なんてことはないですよね。重力がかかったり、動かそうとしたら摩擦力が働いたり、でも、物体は「動き続けようとする」「静止し続けようとする」のです。摩擦力などによってそれが消されて、結局物体の運動が止まったりするのですが。
　慣性というのは、物体の持っている「性質」なのです。そして、「物体は、「慣性」っていう性質を持っているんだ」という法則を、慣性の法則というのです。
　理科の教科書で、ホッケーとか、エアーのレールに物体を乗せて動かしたら、同じ速度で進む写真があるでしょう。ホッケーの下からのエアーと、重力が釣り合って、合力０になり、「動き続けようとした」結果が、等速度で運動した写真なのです。

回答No.7

nozomi500

じつは、ニュートン以前には、「動いているもの」には必ず力が働きつづけているのだと信じられていたのです。
手を離れたボールがキャッチャーまで届くのは、空気が後押ししていて、それがきかなくなって落ちる・・・というややこしいことも考えられていました。
これがニュートンによって、他に力が加わらなければ、どこまでも飛んでいくものだ、ということが明らかになった。
いまではアタリマエみたいですが、画期的なことです。

リンゴの木も見ている人も落ちるリンゴも、同じように地球と一緒に自転しているから、リンゴが落ちる時には「垂直」仁落ちる。

回答No.6

oshiete_goo

慣性の法則の内容は既にお分かりと見て，その意味について補足の説明をします．

慣性の法則そのものは『何だ当たり前じゃないか』と思えるかも知れませんが，そのような法則が成り立つような観測者（慣性系と呼ばれる基準系）が存在することに原理的な意味があります．

もっと先まで質問者さんが勉強されて，アインシュタインの一般相対性理論を学習すると，局所慣性系という言葉が出てきます．重力が働いて時空が曲がっていても，十分小さい範囲では(つまり局所的には)慣性系である(つまり慣性の法則が成り立つ)基準系が存在することは理論的には重要です．

回答No.5

moby2002

慣性というのは概念的なものですから、一度納得できればそれでクリアです。
慣性の例として、よく電車の中での話が用いられます。

もし、慣性がなければ、電車の中で放して落としたボールは、そのまままっすぐ
下に落ちていしまいます。しかし、電車はかなりの速さで走行しているわけですから、
電車だけが前に進み、ボールは置いてかれ、いずれは車掌室の扉にあたってしまいます。
でも、現実にはこんなことはおきませんよね？　それは慣性のせいなのです。
実はそのボールも電車と同じ速度で動いているのです。

どうです？　わかりましたか？
もしわからなければ、何でもいいので書いてみてくださいね。

あと、補足です。
やはり運動法則とは別で扱ってください。
takatomo251さんは、ここまでの回答を見て「どっちなんだ？？」と思って
いるでしょうが、少なくとも、現在の高校物理ではそうなっていますし、
実際、別に考えて支障ありません。

回答No.4

nubou

運動法則とも別です。：

運動の法則から慣性の法則を導いて見ましょう
ｔを時間の変数とし
物体Ａの質量をｍとして
物体Ａの重心の慣性系からの位置ベクトルをｒとし
物体Ａに働く力ベクトルを０とすると
運動の法則より
ｍ・（ｄ／ｄｔ）＾２・ｒ＝０
従って
（ｄ／ｄｔ）＾２・ｒ＝０
両辺をｔで積分して
ｄｒ／ｄｔ＝ｖ
ただしｖは定ベクトル
この式は物体に力が加わらない限り物体の速度ベクトルは一定であるということを示している
つまり運動の法則から慣性の法則が導かれたのです
すなわち慣性の法則は蛇足だったのです

回答No.3

e33

つまり
途中で力が加わらなければ
動いてるものは、そのままずっと、動きつづけるし
止まってるものは、そのままずっと、止まってるってことかと。

これを慣性の法則といいます

例えば初速度[10m/s]で石を投げたら
その石ころは何時までも何処までも[10m/s]で飛びつづけるってこと

でも実際は地面に落ちて止まるよね
それは何故かっていうと
石には重力や空気抵抗などの力が働いているから

だから例えば宇宙空間で
石を初速度[10m/s]でを投げたら
その石ころには引力や空気抵抗が働かないから
何時までも何処までも[10m/s]で飛びつづけるってこと

この現象を慣性といいます

ってこんなことは教科書にも書いてあるか。
補足要求。

回答No.2

moby2002

慣性の法則は大事ですよ。忘れないでください。
運動法則とも別です。ごっちゃにならないようにしましょう。
教科書にもちゃんと３つ載っていますよね？

慣性は、もう何度も読んだかと思いますが、物体に力がはたらかない時
物体はその際の速度を保つということです。

もし、10[m/s]で動いていたら、永遠に10[m/s]。もし止まっていたら、
永遠に止まっている。実際の世界では、摩擦などの力がはたらいてしまうので
そうはなりませんが、理論的にはそうなります。

よかったら、どのあたりが理解できないか書いてみてもらえますか？

回答No.1

nubou

慣性の法則はニュートンが間違って法則にしてしまったもので重要ではありません
重要なものはニュートンの運動法則とニュートンの作用反作用の法則です
慣性の法則はニュートンの運動法則に含まれますから余り悩むのは得策ではありません
慣性の法則は忘れて運動の法則と作用反作用の法則を勉強しましょう