慣性の法則は運動方程式の系だろ
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運動方程式
ma = F
において、F = 0とおけば、m ≠ 0ならば、a = 0。
したがって、力が働いていなければ、物体は等速直線運動をする。 ローレンツ変換から光速不変は導かれるので、光速不変の原理は不要とか言っちゃうのかなこの馬鹿は ニュートンの運動の3法則と論理的に同値な公理系を前提にする
運動方程式にF = 0を代入したらa = 0
したがって、力を受けていない物体は等速直線運動をする
これは物理学的に何か問題がある推論ですか? >>849
で、質問の答えは?
その文打ってる暇あるなら答えたらどうなんだ? id 出してるのとコピペ bot の2人か、理解出来ないアホは ニュートンは第一法則の前に絶対空間を定義して慣性系の存在を主張しているから
第一法則が慣性系の存在だと言うのは歴史的には明らかに間違いだよ 第一法則は明らかに第二法則の帰結で合ってる
「第一法則が慣性系の存在主張」だというのは、
後世の人が不要な公理に必要な前提のひとつを割り当てたに過ぎない
そのことを理解して「第一法則は慣性系の存在主張」だと言うのはいいが
「第一法則は第二法則の帰結ではない」と言うのはあまりにも恥ずかしい 第一法則は明らかに第二法則の帰結であって、原理としては不要なもの
後世の人が「じゃあ、これを慣性系の存在主張だと見做そう」と言い出して、その解釈が広まっただけ
だから>>1の意見で100%正しい
これを否定してるってのは端から見るとすごく頭悪く見えるよ 「鎌倉幕府は1192じゃない1185だ」みたいな知識を得意げにひけらかしてるだけだからな
物理理論として何が本質なのかが分からずに、「何かの本で読んだこと」「誰かから聞いたこと」を誇っているのは、すごくみっともない そういうのって「クモは8本足だから昆虫じゃない」みたいな表面的な知識だけ覚えて、
「なぜ節足動物をそのように分類するのか」という本質部分に頭がまわらないんだよな
だから、定期テストで点は取れても学問は出来ない(笑) dp/dt=0 ⇒ dv/dt=0 は論理の飛躍があるような気がする。 ニュートンはプリンキピアにおいて慣性の法則を述べる前に絶対空間の定義と慣性系の存在を論じている
だから、第一法則が慣性系の存在主張であるというのは、歴史的に見れば明らかに間違っている 第一法則が第二法則の帰結であることは数学的に自明なので、そう主張することは何も間違いではない 「第一法則が慣性系の存在主張である」というのは、後世の人が論理的に不要な第一法則にニュートン力学が成立している仮定のひとつを割り当てたに過ぎない。
だから、「第一法則が慣性系の存在主張である」というのも間違っていないが、
別に「力の働いていない物体は等速直線運動をする」という文章が「慣性系が存在しその上において議論する」と解釈しなければならないものではない
したがって、>>1の考えで100%正しい dp/dt = vdm/dt + mdv/dt = 0
∴ dv/dt = -v/m dm/dt 第一法則らF=0ならdv/dt=0と言っているわけだがこれは嘘ってことだ
第二法則はdp/dt=Fなのだから質量変化すればF=0でもvは変わる
つまりそもそも第一法則は間違っている >>872
> つまりそもそも第一法則は間違っている
ニュー間誕生! >>876
あらら
反論できないからレッテル貼っちゃった で、結局、第一法則は第二法則の帰結としてはいけない理由は何なの? >>878
そんなものないですよ
mdv/dt=0からdv/dt=0となるのが全てです >>879がすべて
文意が理解できない奴が暴れてるだけ それではなぜニュートンは第二法則とは別に第一法則を立てたのか? >>881
文章だって説明や強調のために同じこと繰り返すだろ
それと同じだ ニュートンの時代にはまだそこまで慣性という概念について整理がされてなかった。
慣性の力(vis inertiae)も外力(vis impressa)と同じ力(vis)というカテゴリーに
くくられていた時代であったことに留意する必要がある。
現代的な力学原理の形でまとめられるのはニュートンより数十年もあとのオイラーたちによる。
特に、プリンキピアで展開されたような幾何学的な論証においては、
・外力が働いてないときは等速直線運動(第一原理)
・外力が働いたときはその直線からのずれは外力に比例し質量に反比例する(第二原理)
という原理を置くのは自然であったと言える。
このあたりの事情は「古典力学の形成」(山本義隆著)に詳しい もちろん、現代においてはニュートンの表現にとらわれることなく、慣性系の存在を第一原理に据えたほうが論理はスッキリするのだが、
歴史的経緯およびニュートンが偉大過ぎていまだにニュートンの表現を引きずってしまっているところがこの混乱の根源だと思う こんな高校生レベルの質問スレに、900レス近くなってようやくまともな書き込みかよ >>881の疑問により直接的に答えるなら
慣性の力(vis inertiae)に対する物体の運動を規定する第一法則と
外力(vis impressa)に対する物体の運動を規定する第二法則は
ニュートンにとっては同格の法則として並列に置かれるべきものであった、ということかな つまりニュートンが余りにも偉大なので何とか当時のまま公理としたかったってことか
現代的な立場では第二法則の系としてよさそう これは最新の分野とも繋がってる
標準ラグランジュ系において計量テンソルを擬対称な場合まで拡張しても、ローレンツ変換による不変性は成り立つ
これが双曲的な場合(つまり対応する超曲率テンソルが負のとき)が、超弦理論で出てくるミラーシンメトリーの補位相として現れる うーん、まとめに入ってるとこ申し訳ないが、やはり第一法則が運動方程式の系であるとするのはあまりよくないと思う。
理由は>>737の繰り返しになってしまうが、「物体に力が働いていない」事と、「f=0」(この際力のベクトルfはどう決定されるものでもいい)の関係性は自明ではないから。
思うに、「第一法則は運動方程式の系だ」という人は、「物体に力が働いていない」という命題が正に「f=0」そのものだという風に捉えていて、それで問題ないと考えているのではないだろうか? 何必死なのかわからないけど、物体に力が働いてるかどうかなんて他人にはわからないして、慣性系とか意味ないんだよ、 物体に力が働いているかどうかなんて分からないが
自由落下するエレベータでは反重力が働いてるのか? >>895
だから慣性系で議論するという規程があるんだろ >>891
慣性系で議論する限りそれで問題ないが
慣性の法則って知ってる? >>898
だから、慣性の法則は法則として明示しなきゃいけないってことだよね? >>900
それをしてるのが第一法則
だから第一法則は必要 >>901
誰も第一法則が不要とは言っていないんだが >>902
じゃあ第一法則は第ニ法則の系じゃないじゃん >>894>>895
もしかしたら「物体に力が働かない」という表現が誤解を招いたのかも知れない。自分が「物体に力が働いていない」で表現したかったのは、物体に力を及ぼすような要因が周囲に存在しないだとかあるいは十分に遠く離れている、というような状況のこと。これは十分客観的に判断できるものと思っているんだが >>903
お前いい加減にしろよ?
誰も、慣性系の存在主張が第二法則の帰結だと言っていない >>904
仮に周囲1光年に何もなくたって座標系自体が加速度的に移動してたら物体は動くじゃん >>906
動くけど、
すまない、この書き込みからあなたの意図が汲み取れない >>907
力が働いているかどうか客観的に判断できてないじゃん 常に考えている物体が中心となる座標系を取れば絶対に静止してるな >>908
できてるよ
物体に加速度生じているかとどうかと、力を及ぼすものが存在するかどうかは独立 座標系が定まらないと加速度は定義できない。
力が定義されてないから、むり〜ー >>908
>>904で伝えたかったのは、僕が「物体に力が働いていていない」と「周囲に何もない」を同じ意味で使っているということ。(これが不当に感ぜられる人がいるのかも知れない)>>905の状況についても、この意味で「物体に力が働いていない」と判断できる例の一つだと考えている。
>>891もそのつもりで書いてある >>910
慣性系でなければそもそも力が定義されない >>912が正しいよ
>>132でもそう定義している ニュートン力学の最初にある第一法則の意味は
物体に外部から物理作用(力も質量も定義されてない)が無ければ一様な運動
(静止を含む等速直線運動)を続ける。
同時に、一様な運動に観測される座標系(慣性系)を定義している。 >>911>>913
力の向きと大きさを表す「力のベクトル」に相応しい量として慣性系における加速度を採用することが出来るというだけで、これは力に関わる現象全てを説明するようなものではない。そして、「力を及ぼすものが周囲にない」かどうかの判断には座標系を前もって設定する必要はない。
という認識です >>915
>同時に、一様な運動に観測される座標系(慣性系)を定義
第一法則はこの様な慣性座標系を記述(指定)できるという意味になる。
公理と同様で証明不可能だから、現実の慣性系は何処にあるか?などは無用である
この様な観測者の慣性系は無限にある、問題を解き易いように任意に選んでよい。
第一法則の後に続く第二法則(ma=f)、第三法則(作用反作用)はどの慣性系でも成り立つ(公理的)。
つまり'物体Aが静止している'とは、観測する慣性系と物体Aが同じ一様運動(同一座標系)
の意味になる。
以上からニュートン力学の3法則は整合している。 >>918
>'物体Aが静止している' 座標系が慣性系であるならば
物体Aに対して、加速度運動している物体Bと同じ運動の座標系は慣性系ではない。
物体Bと同じ座標系から見れば物体Aが加速度運動してるが、物体Aの座標系は慣性系である。
物体Bと同じ運動の座標系では第二、第三法則が基本的に成り立たない。
相対運動は対称的だが、(慣性)座標系は対称的でない。
これが理解できない人が多いようだ、特殊相対論の理解では致命的になる。 Aさんが静止していてもAさんの座標系は慣性系とは限らないぞ >>920
>>919 >'物体Aが静止している' 座標系が慣性系であるならば
が読めないのか
この例からも判るように
第一法則を根拠にして最初に慣性座標系を指定しその慣性座標系に対して静止してる
のように構成するということだ。
実際の演習問題ではそれを暗黙に指定しているのだが、理解できない人が多い。 岡島友郎『はじめての物理─力学・波動』(碩学出版)より引用 第1章 運動の法則
§ 1.1 Newtonの運動の3法則
静止している物体を強く押せば動き出す. 動いている物体を押せば, 減速させたり, 加速させたりできる. このように物体の運動状態を変化させる作用を「力」と呼ぶ. この章では, Newtonの運動の3法則を述べるが, その前にまずはこの力の概念を定式化しよう. 我々は物体を大きさの無い点と見做す. これを「質点」と言う.
勿論, 実在する物体には大きさが存在し, 無視できないことがある. たとえば長い棒を動かす場合, 棒のどの部分を押すかによって, 棒の動きや必要な力の大きさは変わってくる.
しかし, 物体を質点と見なしても実用上問題ない場合もある. たとえば, 太陽系の惑星の公転運動を論ずる場合, 天体は質点と見做してよい.
また、大きさのある物体を考える際も, 質点の場合が基礎となる. 我々の目的は, 物体の運動を決定することである. 物体の運動を決定するとは, 任意の時刻tにおける物体の「位置」を求めることである. 時刻tにおける質点Pの「位置」を3次元ベクトル
x(t) = (x_1(t), x_2(t), x_3(t))
で表す. 質点の位置を空間上の点と同一視するのである. xのtによる1階微分
v(t) := x'(t)
を時刻tにおけるPの「速度」と言う. xのtによる2階微分
a(t) := x''(t)
を時刻tにおけるPの「加速度」と言う. 位置, 速度, 加速度はいずれもベクトルである. 簡単のため1次元で考える(座標系を適当に取り直し, x(t)の第2, 第3成分が0であると見做せばよい). 例として, 任意の時刻tに対して加速度が定数aで与えられたとする. この時, 時刻tにおける速度v(t)は
v(t) = ∫_{0}^{t} a dt = at + C (Cは積分定数)
で求まる. t = 0を代入すれば,
C = v(0)
v(t) = v(0) + at
である. さらに, 時刻tにおける位置x(t)は,
x(t) = ∫_{0}^{t} v(t) dt = v(0)t + at^2/2 + C (Cは積分定数)
t = 0を代入すれば
x(t) = x(0) + v(0)t + at^2/2
である. 特に, a = 0であれば,
v(t) = v(0)
x(t) = x(0) + v(0)t
となる. このように速度が一定である運動を「等速直線運動」と言う. 冒頭に述べたように, 物体に力を加えると, 静止した物体が動き出したり, 動いている物体が加速または減速したりする. つまり, 加速度が生じる. そこで我々は「力」という概念を, 物体の加速度に比例する量として, 次のように導入する. 各々の物体Pに対して「質量」と呼ばれる定数m = m_Pが定まる. 時刻tにおけるPの加速度がa(t)であるとき, Pには力
F(t) = ma(t) --- (1)
が作用していると言う. この質量mはいわゆる"重さ"だと思ってよい(*). つまりこの式は, 同じ加速度を生じさせる場合でも, "重い"物体ほど大きな力が必要であることを意味している.
(*) ただし, 我々がふだん"重さ"と呼んでいるものは, 物体に作用する重力の大きさであり, 厳密には質量とは異なる. たとえば地球上の計りを月に持っていき, 物体の重さを計れば, 地球上の1/6程度の値になるだろう. 月の重力が地球よりも小さいからである. これに対し, 質量は物体固有の量であって, 重力などには依存しない. 今, 我々は物体の加速度から力を導入したが, 逆に物体に作用する力が予め判明していれば, 初期状態から物体の運動を決定することができる. ここでは詳細は述べないが, 代表的な力には以下のようなものがある.
* 重力
* クーロン力
* 垂直抗力
* 摩擦力
* 弾性力 さて, 我々は力の概念を導入したわけだが, 実は上の議論には欠陥がある. それは物体を観測する座標系の問題である. たとえば, 走る台車に乗った人Aと, それを遠くから見ている人Bを考える. 台車が急停止した場合, Aは台車が走っていた速度を保ち前方に放り出されるだろう.
これはBの視点での説明である. 同じ現象をAの視点(正確には台車の視点)で見るとどうなるだろうか?仮に停止前まで台車は等速直線運動をしていたとし, 急停止の瞬間, 加速度-aで減速したとする. このとき, Aは加速度aで前方に引っ張られる力を感じるだろう. 実際は力ははたらいていないにも拘わらず.
上記Bの視点のように,
「力を受けていない物体は等速直線運動をする」
という性質を満たす座標系を「慣性系」と言う. 慣性系ではない座標系を「非慣性系」と言う. 上記Aの視点に見たように, 非慣性系においては力を受けていない物体にも加速度が生じ得る. したがって, (1)の意味で力を論ずるためには, 考えている座標系が慣性系である必要がある. この理由から, 我々は以下の運動の法則を考える座標系を慣性系に限定する.
勿論, 現実の空間は慣性系とは限らない. たとえば, 地表は地球の自転により円運動をしている. このため, 航空機や人工衛星の軌道などを計算するときは, その影響は無視できない. しかし, 小さなスケールの運動では自転の影響はほとんど無いため, 地表に取った座標系は慣性系と見做せる. さて, いよいよNewtonの運動の3法則を述べる. 以後に述べる力学の法則はすべて, この3法則から演繹される.
運動の第1法則(慣性の法則):
我々は座標系として慣性系を取ることができ, 慣性系においては以下の第2, 第3法則が成り立つ.
運動の第2法則(運動方程式):
物体の質量をm, 時刻tにおける物体の加速度をa(t), 物体に作用する力の総和をF(t)とすると
ma(t) = F(t)
が成り立つ.
運動の第3法則(作用反作用の法則):
物体Aが物体Bに力F_ABを及ぼすとき, 物体Aは物体Bから力F_BAを受ける. F_ABとF_BAは向きが逆で大きさが同じである. すなわち,
F_AB + F_BA = 0.
F_BAはF_ABの、F_ABはF_ABの「反作用」であると言う. >>841
>F = m * a が成り立つ。
この運動方程式が成り立つ系が慣性系だから第一法則は第二法則の系とは言えないよ やれやれ
こういう他人の受け売りで理解してるつもりになってる奴は滑稽だな F = maにF = 0を代入するとa = 0
よって、力が働かなければ物体は等速直線運動をする 正直、これが理解できない奴・文句つけてる奴って馬鹿でしょ
中学校1年生レベルの方程式の問題だぞ? >>935
馬鹿はお前
その法則は慣性系において成り立つもの(観測者が加速してれば、力を受けてない物体は加速して見える)
運動の第一法則は、慣性系の存在を保証するものだから第二法則からは導けない >>937
> 慣性系の存在を保証するもの
保証すればいいじゃん。その上で、
ma = F
にF = 0を代入したら
a = 0
何か間違ってるか? >>939
だから
> ma = F
が成り立つのは慣性系において
第一法則は慣性系の存在を保証しているから、第二法則の系ではない >>941
慣性系の存在を主張しているのが第一法則
第二法則は慣性系でしか成り立たない
だから、第一法則は第二法則の系ではない レス数が900を超えています。1000を超えると表示できなくなるよ。