力を加えなくても加速度運動をするもの

質問

質問です。
力を加えなくても加速度運動をするものって存在するのでしょうか？
ものでなくても良いのですが。

回答No.6

grothendieck

下に述べたようにF = ma は力の定義ではなく法則とみなすべきです。しかしながら力の唯一の機能が物体に加速度を与えることであり、F=maが力を評価するのに普遍的に使えるとすればF = ma を力の定義とすることにも妥当性があると考えられるでしょう。しかし力の機能は物体に加速度を与えることだけではありません。β崩壊などの崩壊を起こすのも力(相互作用)です。次にF=ma の普遍性について言えば、重力場の中ですべての物体が同じ加速度を持つこと(弱い等価原理)は確かに加速度が物体の属性ではなく重力の属性であることを示唆します。しかしEinsteinの等価原理とは弱い等価原理だけを意味するのではありません。Einsteinの等価原理は弱い等価原理に加えて局所ローレンツ不変性とLocal Position Invariance も含まれます。そこ迄来れば重力は時空の計量を決定すると定式化するのが自然です(一般相対性理論)。重力場の中を加速度運動している物体は力を受けているのではなく、曲がった時空の中を自由運動しているのです。したがって地球なども「力を加えなくても加速度運動をするもの」になります。一般相対性理論ではコリオリ力も不自然に継ぎ足したように導入する必要はありません。Thirringが示したように回転する球殻の内部の場にはコリオリ力が現れます。

回答No.5

grothendieck

F = ma
という式は力の定義ではありません。座標の時間についての１階微分をｖ、３階微分をa' として、運動方程式が
　G = mv　や　H = ma'
という形だったらどうでしょう。ＧやＨにどんなものをとってもその結果は F = ma の結果と一致させることはできません。つまりF = ma
は力の定義ではなく、「物体間の相互作用は加速度を決定する。」という主張なのです（菅野礼司「力とは何か」にたぶん書いてあると思います）。もちろんニュートン力学は十分に検証されているので力を測定する代わりにma を測定しても差し支えないのですが、ニュートン力学を前提にしなければ加速度に力(相互作用)が伴っていなければならない理由はどこにもありません。ニュートン力学の枠内でも非慣性系では力を発生する実体がないのに加速度運動が発生します。そのとき「見かけの力があるとして運動方程式を解きなさい」というのはその場しのぎの処方箋に過ぎません。ニュートン力学の枠を離れれば加速度に力が伴っていなければならない理由はなおさらなくなります。コリオリ力は通常マクロな量子現象とはされていないと思いますが、コリオリ力の起源を量子力学で説明している文献があったら教えていただきたいです。むしろ量子力学では力なしに運動が発生します。ボームは非常に奇妙なポテンシャルを導入すればニュートン力学の枠内でも量子力学の結果を再現できないことはないことを示しました。つまりある意味で量子力学とは力(ボームのポテンシャル)なしに運動が起こるという理論なのです。

回答No.4

tono-todo

加速度が発生するのは、必ず力があるからです。
その力がどこから来るかということでは未解決の問題も多い。
微小世界での量子力学は、真空のエネルギーということは言いますが、ニュートン力学では理解できない言葉です。

回答No.3

my3027

#2さんの回答から考えてみました。

(2)の例は確定的な理論が存在しない為、(1)のみ考えると、
(1)原因はコリオリの力による物です。それはコリオリ加速度2ω×vによって発生します。これは回転している系から見ると見かけの力で遠心力と同じです。つまりダランベールの原理で、全ての力は慣性力も考えるとつりあってます。従って、見かけの「力」が働いています。

ここで「力が働く」というのを力学分野で再考すると「力が働くというのは質量に加速度が作用している状態」。つまり「力が働く=質量に加速度がかかっている」事なので、「力が働いている=質量が加速度運動しているという」という事ではないでしょうか？

回答No.2

grothendieck

力を加えなくても加速度運動をするものはあると思います。

例１）フーコーの振り子
　地球が慣性系でないことによる。
例２）宇宙の膨張
　最近の観測によると宇宙の膨張は速度を増しているらしい。

回答No.1

my3027

存在しないと思います。力の種類にもいろいろありますが単純な力でいうとF=maを変形した
a=F/m
を考えるとFがないと加速度は生じません。Fは電磁気力、重力いろいろでもです。