![[Cheat Physics]](image/cheat_logo.png "[Cheat Physics]"){kind=logo}
#author("2019-07-06T12:00:23+00:00","default:EMAN","EMAN") #author("2019-07-06T12:05:01+00:00","default:EMAN","EMAN") #mathjax >>[[「力学」の平原]] *運動の3法則 #br **クエスト概要 ニュートン力学の土台となっている3つの法則を学びます。~ ムービーが流れるだけなので楽勝ですが、ヒントになることが語られるので出来る限り記憶にとどめておくと後で役に立ちます。~ 下の攻略法のところには音声パートを拾ってまとめてあります。（再生時間7分25秒） #br **クエスト発生条件 [[自由落下]]をクリア後に選択可能になります。 #br **攻略法 ニュートン力学は次の3つの法則の形でまとめられています。 ***第1法則 （慣性の法則） -物体は力が働かない限りは静止し続けるか、等速直線運動を続ける。 ***第2法則 （ニュートンの運動方程式） -物体の加速度は力の大きさに比例し、質量の大きさに反比例する。 ***第3法則 （作用反作用の法則） -他の物体に力を及ぼすとき、その物体から同じ大きさの反対向きの力を受ける。 -物体が他の物体に力を及ぼすとき、その物体から同じ大きさの反対向きの力を受ける。 #br #br 第1法則で述べられているような物体の性質のことを「&color(red){慣性};」と呼びます。 こういうわけで、等速直線運動のことを「&color(red){慣性運動};」と呼ぶこともあります。 静止状態も慣性運動の特別な場合だとみなすことができます。 第1法則は「&color(red){慣性の法則};」と呼ばれることがあります。 この第1法則はニュートン以前に広まっていた世界観を打ち破るためにも重要なものでした。 当時は1000年以上を経たアリストテレスの著作が熱心に学ばれていたため、例えば、「射られた矢には前に進む力が働き続けており、それが完全に消え失せたときに落ちる」だとか「投げ上げた物体が上向きに進んでいる間は上向きの力が働き続けている」だとかいう考え方が当たり前のものとして受け入れられていました。 この考え方が間違いだと気付いていた人はニュートン以前にも何人もいたのですが、まだ世間の常識にはなっていませんでした。 それで、第2法則以降の話をする前に「力とはそういうものではない」と釘を差しておく必要があったわけです。 この第1法則にはもうひとつ重要な意味があります。 それは、ニュートン力学はこの第1法則が成り立つような状況を基準に考えて下さいという主張です。 第1法則が成り立たない状況というのはどういうものでしょう？ それは例えば加速中の乗り物の中にいるような場合です。 中にいる人にとっては、まるで乗り物の中の全ての物体に力が働いているかのように感じますし、固定されていない物体は勝手に加速を始めたようにも見えます。 このときに感じる力は「&color(red){見かけの力};」と呼ばれるものであって、実際に力が働いているわけではなく、第3法則も成り立っていません。 しかし乗り物が加速をしておらず、つまり慣性運動をしている場合には乗り物の中であっても第1法則が成り立っているのでニュートン力学を安心して適用できます。 加速さえしていなければ、どんな速度の乗り物に乗っている人から見ても、それぞれの立場でニュートン力学が成り立っていることが言えます。 それについてはあとで計算で確かめてみましょう。 慣性運動している人の立場で、自分こそが止まっているという考えで空間に引かれた座標系のことを「&color(red){慣性系};」と呼びます。 つまり第1法則は、ニュートン力学が成り立つ舞台である「慣性系」というものを定義しているのだという解釈もできます。 慣性系はそれぞれの立場にいる人によってそれぞれ勝手に考えて良いものですから、同時に幾つも存在していて構いません。 第2法則はニュートンの運動方程式 \( F = ma \) そのものです。 力の大きさから物体の加速の度合いが計算できることを主張しているのか、物体の加速の度合いから力の大きさが分かることを主張しているのか、どちらにも解釈できそうです。 前者の解釈をした場合には第1法則に書かれている内容まで導けてしまうので、後者の解釈を選んだ方が3つの法則の役割分担がはっきりしてきます。 第2法則のことを別名として「力の定義」と呼ぶことがありますが、これは後者の解釈をした場合の表現です。 どちらの解釈が正しいかをはっきりさせたところで実用的な利益はほとんどありませんから安心して下さい。 第3法則は複数の物体がある場合に意味を持つことになる法則です。 それぞれの物体がさまざまに力を及ぼし合っても全体の力の合計は0になることを意味しています。 このことを使えば運動量保存則が導かれてきますし、逆に運動量保存則から第3法則を導くこともできます。 これについても後で計算で確かめてみましょう。 #br **参考資料 （要編集：ヒントが載っている魔導書ページへのリンク、記載されているページ数など） #br **コメント #comment
