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回転運動の謎 基準はどこに? 相対性はどうなる?
運動しているかしていないかは、どこを基準に取るかで変わります。 視点がどこにあるかで変わります。 それゆえに、運動は相対的なものであると考えられているようです。 並進運動の場合、静止している物体Aから見て速度vで運動している物体をBとすると、 物体Bから見れば、自分は静止していて、物体AがAから見えるBの運動方向とは逆方向に速度vで運動しているように観測されます。 これは、基準点をどこに取るかで、運動速度が反対向きに見えたり、止まっているか動いているかの立場が変わってしまうことからですね。 しかし、どちらの視点を採用するにしても、相手が等速直線運動をしていることには変わりません。 ところが、回転運動のような加速度を伴った運動の場合はどうなのでしょう? 回転する円盤Cと同じ回転軸上で、同一平面上に、もう一つの円盤Dがあるとします。 両者の間には摩擦力や風圧などは一切作用しないものとします。 今、円盤Dは静止していて、円盤Cが角速度ωで回転している場合を考えます。 それぞれの円盤に人が乗っている(互いにぶつかったり、他の円盤の影響を受けないとして)場合、円盤Cに乗っている人は、遠心力を感じ、円盤の外側へ向けて弾き飛ばされるような力を受けます。 しかし、円盤Dに乗っている人は、何の力も感じません。 ここでとても不思議に思うのですが、回転している円盤C上の人から見れば、円盤Dが角速度ωで回転しているように見えるはずです。 ならば、円盤Dに乗っている人が遠心力で弾き飛ばされそうになっているのを観測できそうに思うのですが、実際にはそうはなりません。 これはなぜなのでしょう? 今まで、他の質問サイトなどでも質問したのですが、遠心力は本当の力ではなく、慣性力だから問題ないなどといった回答しか得られず、全く納得できませんでした。 そもそも、回転運動の基準とは、どこにあるのでしょう? 本当に円盤Dが静止してい基準になるのでしょうか? 静止しているように見えて、実は宇宙のどこかの星の周りを回っている中で、たまたまある星と回転軸を同じくして回っている可能性だってあるでしょう。 宇宙にはこれだけたくさんの星があるのだから、そのうちのたったひとつと一緒に回っていても不思議はありません。 並進運動の場合は、単純に立場が変われば、お互い反対方向に動いているように見えるだけで、その他は何も変わりませんでした。 しかし、回転運動の場合は、一方だけが遠心力を感じ、他方は感じなかったりします。 回転運動も、相対的なものではないのでしょうか? 円盤Cと円盤Dの関係は、相対的な物ではないのでしょうか? 更に要約すると、何を以って、回転しているか回転していないかを判断すればよいのでしょう? 宇宙のどこかに絶対的な基準点が存在するのでしょうか? それゆえに、自分が回って、自分以外の宇宙全体は静止している場合と、自分だけが静止していて、自分以外の宇宙だけが自分を中心に回転している場合は、何が違うのだろうかといつも悩むのです? 実際に自分が回転すれば自分だけが遠心力を感じ、自分以外の宇宙が自分を中心に中心から遠ざかる方向に飛ばされていくようなことにはなっていませんが、これはなぜなんでしょう? それとも、回転運動を相対的なものだと考えること自体が間違っているのでしょうか? ならば、どこが間違っているのでしょう?
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