ニュートン力学

ニュートンの第1法則（慣性）

物体に働く合力がゼロなら、静止または等速直線運動を保ちます。

ボールは自ら運動状態を変えません。速さや向きを変えるには合力が必要です。

ΣF⃗ = 0 ⇒ v⃗ = constant

定義: 量とモデル

この法則は慣性系で成り立ちます。慣性とは速度を保とうとする性質で、質量が大きいほど速度を変えにくくなります。

シミュレーションで運動を観察し、時間に応じた数値を確認しましょう。

モデルの読み方

物体に働く合力がゼロなら、静止または等速直線運動を保ちます。

例: 解答例

摩擦の小さい面上の台車は、ほぼ等速直線運動を続けます。摩擦が小さいため水平合力も小さく、速度を保つために押し続ける必要はありません。

解答

摩擦の小さい面上の台車は、ほぼ等速直線運動を続けます。摩擦が小さいため水平合力も小さく、速度を保つために押し続ける必要はありません。

慣性は速度を保とうとする性質で、物体を前へ押す力ではありません。バスが急停車すると乗客は運動を続けようとして前へ傾き、シートベルトが力を及ぼして速度を変えます。机上の本は重力と支持力がつり合い、合力はゼロです。合力ゼロでも個々の力が存在しないわけではありません。

例: 机の上の本に働く力

本に下向き 3 N、上向き 3 N の力が働きます。合力はいくらですか。

解答

ΣF=3−3=0 N です。静止を保つか、等速直線運動を続けます。

慣性の法則は慣性系で成り立ちます。日常では地面に固定した座標系を近似的に使えることが多いです。加速する車内で乗客が後ろへ押されるように感じるのは、身体が速度変化に抵抗するためです。運動を説明する前に基準系を定めます。

この運動で正しい量または説明はどれですか。

この運動を正しく説明しているのはどれですか。