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ニュートン力学を分かりやすく教えてください!

ek1********さん

2019/5/319:27:52

ニュートン力学を分かりやすく教えてください!

補足今、中2なのですが、色々調べてみたところ、物理学の基本というか始めた方がいいところが
ニュートン力学だったのでわかりやすく教えてくれますか?

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ベストアンサーに選ばれた回答

ine********さん

2019/5/712:00:27

>今、中2なのですが

そうですか、まだ中学生ですか。
私のころは確か、高校生になってから初めてニュートン力学に触れたことを覚えています。
そしていたく感動して、初めて家に帰ってそのページを読み返したことを覚えています。
それまでほとんど予習・復習をしたことがなかったので自分自身で驚いたことなので、それははっきりと覚えています。

今はだいぶくたびれた大人になってしまいましたが、やっぱりニュートン力学への愛着は人一倍あります。
その私から見て、最近のニュートン力学に対する解釈がどうも怪しい方向に行っている気がします。
これからニュートン力学を学ぼうとしている貴方には、あまり芳しくない話になるかもしれませんが、ぜひ読んでいただきたく思い書かせていただきます。

まず、ニュートン力学はガリレオ力学の継承と発展です。
というより、基本はガリレオ力学そのものです。

ガリレオ力学の基本とは何でしょうか?
それはまず、①慣性の法則、そして②力は加速度、③力の合成・分解は平行四辺形。
どうですか?
これなら中学生でもなんとなく習っているように思いますが。

そしてこの基本にニュートン自身が見出した「作用・反作用の法則」が付け足されてニュートン力学の基本となります。

ただニュートン力学のすごさは、この基本から向心力力学を完成させたことにあります。
向心力力学と言うのは、引力を持った不動の点がありその周りを物体が速度を持って通り過ぎようとすると、その物体はその引力によって引き寄せられ曲線を描く、その力学のことを言います。

しかしそれもヒントはガリレオが言っています。

「地面が平らでそれに垂直に力が働く場合、投げられた物体は放物線を描くが、地球は丸く、物体は地球の中心に向って落下するのだから、厳密には違う曲線となる」

このものすごいヒントに誰も目を留めませんでした。
ところが、さすがにニュートンは見逃さなかったのです。

刻々と中心へと向う物体の動きを頭の中でシュミレーションしたのです。
(ニュートンの時代はもちろんコンピュータはありませんでしたが、計算尺はありました。イギリスで精度の高いものが出回っていたそうです。)
するとこんな形が見えてきたのです。

①力が距離に比例する場合
②力が距離の2乗に反比例する場合
③力が距離の3乗に反比例する場合

これらをすべてやったのでニュートンはすごいと言うことになったのです。

>今、中2なのですが

そうですか、まだ中学生ですか。...

  • ine********さん

    2019/5/712:25:36

    上の図で角のとんがった図が足されてありますが、それは向心力の計算をする際の基本図で、力の大きさを設定して細かく滑らかにすると①だったり、②だったり、③になったりすると言うわけです。

    わかりやすいでしょ?
    それは図を描いてその図を見て解析するからです。
    ニュートンの手法です。

    ところが下の人の解説では、その雰囲気が全くありません。
    実はニュートン力学と称して別な力学が幅を利かせています。
    解析力学と言うものです。
    この力学はもっぱら数学で、例えば曲線を座標で表し、微分がどうのこうのとやる手法です。
    確かにニュートンが証明したあとでは、結果さえ良ければそれでも良いのかもしれませんが、私はぜったに間違ったやり方だと思います。
    数学からは「作用反作用」の概念が生まれません。
    死んだ力学になるからです。

    このことが、初心者の貴方に伝えたかったことなのです。

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質問した人からのコメント

2019/5/9 17:04:54

色々ありがとうございました!
あなたの考え、回答内容を自分の考えに取り込み、
これからは、『実行』に移していきたいです。
僕は、夢をつかみます。

ベストアンサー以外の回答

1〜1件/1件中

kaz********さん

2019/5/520:08:20

実際どこまでをニュートン力学というのかは分かりませんが、基本的には以下のNewton's law of motionに従って展開される力学体系の事をニュートン力学と言うものかと

1.慣性の法則(1st law) ΣF=0 なら等速直線運動する
2.運動方程式(2nd law) ΣF=ma
3.作用反作用の法則(3rd law) F(A→B)=-F(B→A)

ニュートン力学では”力”と呼ばれるものが予め何らかの形で与えられているのを前提として、これが物体の運動を制御しているものと考え、その運動を分析します

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