等速と加速度

質問

先日質問させていただいたものです。ご回答ありがとうございました。
先日の質問内容をもう一度整理しました。

http://okwave.jp/qa/q6477434.html

等速直線運動がおこっているという時点で、すでに力が加わったのではないか？と思いました。
力が加わって加速度が生じる。というような説明がされているのですが、力が加わってかたや等速かたや加速度が生じている。と思い矛盾を感じました。

宜しくお願い致します。

回答No.3

BookerL · ベストアンサー

＞等速直線運動がおこっているという時点で、すでに力が加わったのではないか？と思いました。

　「初め動いていなかった物体が等速直線運動をするようになったなら、そこで力が加わったのではないか」ということをおっしゃっているのでしょうか。力がはたらいているのに等速直線運動とは矛盾ではないか、という疑問ととらえ、回答してみます。問題の読み違いであったらすみません。

　初めに静止している物体が、等速直線運動をするようになったとすると、そこで力が加わったのは間違いありません。速度が ０ から変化したので、加速度が生じています。
　0[m/s] →1[m/s] →2[m/s] →……と速度が増え続ける間、力が加わっており、加速度があります。

　それが、ある速度、例えば 5[m/s] になったところから等速直線運動になったとしましょう。
　5[m/s] →5[m/s] →5[m/s] →……
　こうなっているとき、物体には力は加わっていません。（あるいは、加わる力と空気抵抗や摩擦がつりあっています。）

　ですから、

＞力が加わってかたや等速かたや加速度が生じている。と思い矛盾を感じました。

ということではなく、

「力が加わっている間、加速度が生じてある速度まで変化し、その後力が加わらなくなったら等速直線運動になった」

ということです。現在等速直線運動をしている物体には力が加わっておらず、加速度は ０ ですが、過去にその物体に力が加わったことがないということを言っているわけではありません。

お礼

ようやくわかりました。ありがとうございました！

回答No.4

fujiponxx

＞そうです。力が加わったから等速直線運動がおきていると思っています。
＞力が加わって加速度が生じるというのは矛盾しているように感じます。

力が加わり続けている間、一定の割合で速度があがります。（その割合を加速度という）
ある速度になった後、力が加わらなくなっても、一定の速度を保ち続けます
（摩擦などで減速しないかぎり）

なんの矛盾もありませんが、矛盾がありそうに感じるそういう感覚。
心理学でいう「ゲシュタルト崩壊」みたいなものか？

・・・ちがうか！ｗ

回答No.2

carvelo

物体に力が働いていない，あるいは，働いていても釣り合っている時には，
その物体は等速直線運動をします．
ちなみに，「静止」は「速度0の等速直線運動」であるということができます．

＞等速直線運動がおこっているという時点で、すでに力が加わったのではないか？

その昔，ニュートンが運動の法則を発見するまでは，みなそう思っていました．
力と速度を結びつけていたのですね．
でも，実際には，力は加速度を生じさせるものでした．

力は，物体を等速直線運動から逸らそうとするものである，ということができるでしょう．
なお，同じ力を加えても物体によって加速しやすかったりしにくかったりします．
その「加速のしにくさ」を表すのが質量です．

力が働いていないときには等速直線運動をする，
というのは直感に反するかもしれませんが，実は身近なところで使っています．

例えば，ゲームセンターなどにあるエアーホッケーを思い出してみましょう．
あのゲームは，下から風を出してパットを空気の力で浮かせることで，床とパットの間の摩擦力を減らしています．
そのため，パットを打つと，パットはもう一度誰かが打つか壁に当たるまでほとんど等速で動きます．
（空気抵抗があるので，完全な等速直線運動にはなっていませんが）

このとき，パットが動いている方向にはだれも力を加えていません．
あなたが打ったパッドを相手が打ち返す（パットに力を加える）と，パッドは運動の方向を変えます．
方向の転換も「加速」の一つです．
力を加えることで加速度が生じたわけです．

普段の生活だと，自分が力を加えないと，例えばパソコンのマウスはその場に止まったままなので，
力を加えると速度が生じる，
と考えがちですが，それは，机から摩擦力を受けているためです．
マウスをまっすぐ等速で動かしている時には，その摩擦力をちょうど打ち消すだけの力を加えているのです．

回答No.1

fujiponxx

力が加わった結果、力がすべて運動エネルギーとなり等速になる。
（現在、力は加わっていない。かつ、摩擦とかないと減速しない）

力が加わって、運動エネルギーとなっている間、加速し続けるので加速度が生じる。
（現在、力が加わっている最中。かつ、速度が増しているところ）

と言うようなことではなくて？

補足

そうです。力が加わったから等速直線運動がおきていると思っています。力が加わって加速度が生じるというのは矛盾しているように感じます。