質問: 力と運動の違い 力と運動って違いますよね。力とは何か、運動とは何か、詳しく教えてもらえるとうれしいです。できれば専門的知識のある方、物理をまったく知らない一般人にもわかりやすい説明をお願いします。(数字とかを持ち出されるとわからなくなります・・・スミマセン)
回答: 実は、「力とは何か?」ということは分かっていません。 力は、”運動の変化”から定義されます。 ですから、「運動とは何か?」という問から先に答える必要がありますね。 で、一般人に対する説明とするならば、 ”運動とは、物体が時間の経過とともに位置を変えること” という具合でしょう。 もっと厳密には、”定義した座標系における相対的な時間変化”てな具合でしょうか。 また、一定の時間間隔において、物体の移動距離が常に一定なら、それは”等速運動”といいます(その移動経路が直線なら、等速直線運動)。 で、ここでやっと力と運動の関係が作れます。 すなわち、 ”物体の、運動方向や、運動速度、あるいは形が変化したとき、その物体に力が加わったという” というものです。 逆に言えば、物体に力が加わらなければ、その物体の運動方向や運動速度、形は変化しません。 力とは、物体の運動状態の観察結果からその存在を求められる物理量なのです。 ところで、運動の定義のところで、”定義した座標系”という言葉を用いましたが、これは座標基準をどこにとっても構いません。 つまり、等速運動している座標系であっても、加速度運動している座標系であっても構いません。 ただし、観測される現象が場合によって異なります。 例えば、宇宙空間(無重力=等速座標系)で、手に持ったリンゴを静かに離しても、その場から動くことはありません。 しかし、地上では手に持ったリンゴを静かに離すと、下方向へ加速度運動します。 これを我々は”重力が働いた”と言ってるわけですが、考え方を変えると、”我々が(上方向の)加速度座標系に存在している”とも考えることが出来るのです。 つまり、手から放れたリンゴはその場に居続けていて、観測している我々が上方向へ加速している・・・という考え方です。