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遠心力と引力は何のこと?

重力と引力という言葉の意味の違いが気になり調べました。 重力=遠心力+引力 であるということがわかりました。 では遠心力と引力とは何のことでしょうか? 現在では、重力の正体は時空の歪みであるという一般相対性理論の説明が有力ということなので、地球と月の例でいうと、 ・引力(万有引力)とは、地球が作る時空のすり鉢状の歪みによって月が地球方向に引き込まれる力の大きさのことを指すのでしょうか? ・遠心力とは、月が地球が作る時空のすり鉢状の歪みに沿って、地球の周りを公転する際の遠心力の大きさのことを指すのでしょうか? あともう1つ、 ニュートンの万有引力とは、どういう手段で引き合っているのか?といういうことは説明してないものなのでしょうか? 「良くわからんがとにかく引き合っているんだ」という説明のものなのでしょうか?

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  • 物理学
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  • 回答No.3

「重力」という言葉は、使われ方に混乱があります。 普通、地球の上に立った人に対して働く力のことを「重力」と呼びます。この意味で、重力とは 1. 地球と地上の物体とが引き合う力(万有引力) 2. 地球の自転により空方向へ投げ出されるような力(遠心力) 3. 月と地上の物体とが引き合う力(これも万有引力) 以上三つの合力です。 もうひとつの使われ方は、万有引力の意味での重力です。重力波というときはこの意味ですね。 > 重力の正体は時空の歪みであるという一般相対性理論の説明が有力 これも、万有引力の意味です。 遠心力という力はない、という言葉があります。遠心力とは、物体の回転を止まるような軸で見たときに働いている見かけ上の力のことで、本質的には慣性です。 万有引力とは、とくにかかわりはありません。

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質問者からのお礼

まさしく、欲しかった回答です。 ど素人のわけのわからない質問文の中、真意を汲み取っていただいてありがとうございます! やはり重力・引力という言葉がややこしくしていたのですね。 これからは「重力(引力)」「地表上の合力としての重力」と、2つを分けて考えるようにします。 この2つのことが一般庶民の間では混同されたまま両方とも「重力」という言葉で流布しているということだったんですね。

その他の回答 (6)

  • 回答No.7
  • shiara
  • ベストアンサー率33% (85/251)

万有引力とは、質量のあるものの間に働く力のことで、そこに働く力の大きさは、距離の2乗に反比例し、質量の積に比例します。重力とは、広くは万有引力の意味として使われる場合もありますが、万有引力と区別して使う場合は、万有引力と慣性力を足し合わせたもの、という意味で使います。例えば、地球上にある物体と地球の間に働く万有引力は、上で述べた関係式で求められますが、その物体には遠心力も働いているため、地球に引きつけられている力は、万有引力だけが働いている場合よりも小さくなります。このため、重力加速度は、地球上の場所によって変わってくることになります。 このように、重力は、既に慣性力を加味したものと言えますが、アインシュタイン以前は、万有引力と慣性力は厳密に別の力として扱われていました(力の足し算はするが、力の元になっているポテンシャル関数は別物ということ)。アインシュタインは、そのどちらも計量テンソルから求められるものと考えた、ということです。

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質問者からのお礼

ふたたびありがとうございます。 おっしゃっていたことが今回でよくわかりました。

  • 回答No.6
  • shiara
  • ベストアンサー率33% (85/251)

一般相対性理論を受け入れるならば、万有引力と遠心力(を含む慣性力)は、区別するものではありません。万有引力も慣性力も、計量テンソルという重力ポテンシャルによって与えられるものです。 もとはと言えば、慣性力を共変な形で記述しようとしたところから一般相対性理論は始まっています。アインシュタインの研究の結果、慣性力は、計量テンソルをポテンシャル関数とすることが判明しました。例えば、慣性系から回転系に座標変換すると、計量テンソルも変換されますが、この計量テンソルから遠心力が求められるのです。 アインシュタインは更にその先に進んで、万有引力も慣性力も本質的に同じものだと考えました。そこで、慣性力のポテンシャル関数である計量テンソルを、重力のポテンシャルだと仮定しました。これによって、一般相対性理論が重力理論となった訳です。ですから、一般相対性理論では、万有引力と慣性力は、区別しません。 一般相対性理論では、重力場を求める方程式を提示しています。また、重力場がある場合の物質の運動を与える方程式を示しています。これらは、重力がいかに作用するのか、を示すものではありますが、重力がなぜ作用するのかは示していません。なぜ、というのは、未だに分からないのです。

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質問者からのお礼

ありがとうございます。 引力と重力という「言葉」はどう違うのでしょうか? これが私の知りたいことの核心なのですが、 ---------------------------- 以下の両方のことを庶民は「重力」というからややこしい。 ・宇宙の重力=万有引力(引力)であり空間の歪みのこと。 ・地表上の重力=宇宙の重力+遠心力の合力のこと。 ---------------------------- ↑というのが、調べたり今回お答えいただいたものをまとめたものなのですが、 >一般相対性理論では、万有引力と慣性力は、区別しません。 shiaraさんのお答えでまたわからなくなってきました。

  • 回答No.5
  • isa-98
  • ベストアンサー率23% (205/859)

ニュートンは、手を離せば物は落ちると言っています。 これはとても大切な事なのです。 A ちょっと待って下さい。 真空中では落ちません。 B アインシュタインの相対性理論では落ちるとはなりません。 曲がったのではないでようか? C 哲学では落ちるは結果である。 まず、自分が上昇したと仮定して理論を構築するのだ。 こう言う事は不要だと言っています。 落ちると言う理(ことわり)は変わらない。 「物理学」 「物理法則」 「天文物理学」 と言う概念を初めて用いたのです。 物理の法則は不変であると言っているのです。 真空中なら落ちたりんごの説明が付きません。 地球が上に上がったら、エネルギー変化が説明できません。 落ちたも曲がったも、結果に変化がないなら不要な学問だ。 結果に変化がある場合(ローレンツ)の時に使う物だと 言う事になります。 不要なのに持ち出すな。 必要な時に使えと言っているのです。

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質問者からのお礼

ありがとうございます。 ニュートンは万有引力で、どういう手段で引き合っているのか?といういうことは説明してなく、アインシュタインがそれを解明したということですね。

  • 回答No.4
  • BookerL
  • ベストアンサー率52% (599/1132)

 古典力学の話の中に、相対性理論を持ってくると話がおかしくなります。重力=遠心力+引力 という文脈は古典力学での話です。  古典力学で特に断りなく普通に「重力」というときは、地上の物体にはたらく力のことを指します。地上の物体には、地球と物体による万有引力と、地球の回転による遠心力が働くので、その合力が重力となります。 「万有引力」や「遠心力」などの力が相対性理論でどのように扱われるかは、私も詳しくはありませんが、 >・引力(万有引力)とは、地球が作る時空のすり鉢状の歪みによって月が地球方向に引き込まれる力の大きさのことを指すのでしょうか? については、そういうイメージでいいと思いますが、 >・遠心力とは、月が地球が作る時空のすり鉢状の歪みに沿って、地球の周りを公転する際の遠心力の大きさのことを指すのでしょうか?  こっちはおかしいと思います。遠心力と月の存在は無関係です。  ニュートン自身による万有引力の説明は、 >「良くわからんがとにかく引き合っているんだ」という説明のもの といっていいと思います。  ガリレオは、「遠く離れたものが力を及ぼす」という考えは魔術と同じではないかとして受け入れませんでした。ニュートンも遠く離れたものがどうして力を及ぼせるかの説明はできませんでした。しかし、万有引力があるとして計算すると、太陽系の惑星の運動などがすべて正しく計算できるので、とりあえずそこで満足した、ということだと思います。  引力について、ニュートンは「わたしは仮説を作らない」というようなことをいっていたと思います。

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質問者からのお礼

回答ありがとうございました。 読んで、より認識が深まり参考になりました。

  • 回答No.2
  • isa-98
  • ベストアンサー率23% (205/859)

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  • 回答No.1

古典力学(ニュートン力学)と相対性理論を混同されていると思います。 ・重力=遠心力+引力 であるということがわかりました。 これは、地球上における重力が「自転による遠心力と万有引力の合力である」ということを抜粋されていると思います。 ・現在では、重力の正体は時空の歪みであるという・・・ ここで言われている「重力」とは単純には万有引力だけのことを言い換えているととらえて下さい(だいぶ大雑把な言い方ですが)。上で述べられている重力(合力)とは異なるものとなってきます。 ・ニュートンの万有引力とは、どういう手段で引き合っているのか? 「良くわからんがとにかく引き合っているんだ」はある意味正しいと思います。ニュートンは、そのこと(経験則)に対して数学をも用いて説明をしたということが評価されているということです。 どういう手段で?というところを説明しようとしているのが、相対性理論といったところでしょうか? 不備などありましたら、すみません。

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質問者からのお礼

ご回答ありがとうございます。 重力と引力の違いは何なのでしょうか? 調べましたがどうもわかりません。 予想するに、「重力」という言葉が事をややこしくしているのではないかと思います。 ----------- 「重力=遠心力+引力」でいう「重力」→地球上における重力 一般相対性理論における「重力」→大雑把に言って万有引力のことを指している ----------- わかりました。 重力という単語は全宇宙共通の一語ではないのですね? 「地球上における重力」と「万有引力」は違うということですが、そこで「重力」と表現されるものの種類が他にあったら教えていただけませんか?   一般に(一般庶民が)重力という言葉を使う場合、宇宙空間の重力のことを言っているのか、地球などの星の地表上で自分達が普段受けている重力のことを言っているのか、実際はあやふやになっているということですね?

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