EMANの物理学 過去ログ No.1139 〜

 ● Re:運動の第3法則

  投稿者:DRC - 2007/02/27(Tue) 13:01  No.1139 
第3法則は
mとMのあいだにはたらく「力」(相互作用)について述べたもので
慣性系において
     m・a=f   (Mからの力)
     M・A=F   (mからの力)
であり、このとき Fとfの力には
     F = ーf
という作用反作用の関係が成り立つことを 主張する



非慣性系に移って
     m・a’=f’+ VF(慣性力)
     M・A’=F’+ VF’
においても mとMのあいだにはたらく力f’とF’には
     F’ = −f’
という作用反作用の関係が成り立っている


あくまでmとMのあいだにはたらく相互作用の力について述べているので 相互作用ではない慣性力は のぞいて考えてください

逆に言うと これも第1法則・第2法則とあわせて 「慣性系」の定義 「力」(相互作用)の定義の一部と 理解したほうがいいと思います

  投稿者:KH - 2007/02/27(Tue) 21:26  No.1140 
皆様の解答ありがとうございます。とても参考になります。慣性系以外での運動の第3法則を考察しろという問題の教科書での解答ですが、著作権がありますので、原文を載せることが出来ないのが残念です。

要約すると、物体に働く力の根元を考えると、それは、万有引力でる。万有引力は座標系には依っていない。よって、運動の第3法則は慣性系以外でも成り立つと考えられる。

と言うものです。ここで、いきなり引力が出てきて、座標系に関係なく成り立つと出てきたので、なぜ関係ないのか説明がされていないため、とてもこれを鵜呑みには出来ない考えたのです。

私なりの答えを色々と考えてみましたが、飛行機で、自由落下して無重力体験をするというテレビ映像が流れました。あれは、重力加速度gで落下していますので、加速度系ですよね。あの中では見た感じ、作用反作用が成り立っていたように見えるのですが、成り立つで良いのではないでしょうか。

教科書の話の流れから行っても、DRCさんのおっしゃるとおり、

>第3法則は
>mとMのあいだにはたらく「力」(相互作用)について述べ>たもので

と考えて、運動の第3法則は慣性系以外でも成り立つとするのが良いのではないでしょうか。

  投稿者:通りすがり - 2007/02/27(Tue) 22:57  No.1141 
もう結論が出ているようですが、高校物理で作用反作用は
「2つの物体間に働く2力は・・・・」と表現されています。
ちなみに、作用反作用と2力の釣り合いを混同する学生が多いのですが、その原因は「2つの物体間に働く」と「1つの物体に働く」という前提条件が頭に入ってないことによるようです。

  投稿者:のほほ - 2007/03/04(Sun) 18:21  No.1160 
非常に興味深い議論を見せていただきました。

仮に加速系で作用反作用の法則が成り立たないのだとしたら、「系の合成」というものがそもそも出来なくなりますよね。

例えば、内力と外力に分けていた連立運動方程式を合わせて外力だけの形にする、ということが認められないということですね。
それって、2粒子間のクーロン力が互いに等しくない、とか位おかしなことなんでしょうか?万有引力とかおっしゃってますし。

それに、運動量保存則って崩れちゃうんじゃないですか?
加速系での2粒子の衝突を考える。
衝突時に粒子1に力fが、粒子2に力Fが働くならば、仮定よりf≠F
衝突してから離れるまでの時間は共に等しいから、2粒子にかかる力積の和は0でない。
したがって、2粒子の運動量の和は保存せず、運動量は真に大きくなる。
(つまり、エネルギーが上がる?)
これで、明らかな矛盾が示せたでしょうか??

これが正しいと、無限ループでエネルギーが作り出せますね。
恐ろしく無尽蔵な発電機の到来だぁ!!