高校物理 作用、反作用について

質問

２力がつりあっているときは、これら２力は１つの物体に働いているが、作用と反作用はそれぞれ別の物体に働く力である。したがって、作用と反作用がつりあうと考えてはならない。

この説明で、【別の物体に働く力である】、とうい意味がわかりません。
また作用と反作用はつりあってはいけないのでしょうか？？
物体ってつながって一つの物体だし？？
また、つりあう時、つりあわない時があるってことでしょうか？

説明全体がよくわかりません。

回答No.4

notnot · ベストアンサー

No1です。
＞「２力がつりあっているときは、・・・」で始まっているのに最後に、「がつりあうと考えてはならない。」でおわっています。矛盾していて、まだ理解できていません。すいません

・２力がつりあっているときは、これら２力は１つの物体に働いている
・一方、作用と反作用はそれぞれ別の物体に働く力である
・したがって、作用と反作用がつりあうと考えてはならない

で、理解できますか？

お礼

上記、３行の説明がとても分かりやすく、理解できました。
多分、この説明をもとに、過去の回答がスムーズに理解できると思いました

回答No.5

yokkun831

根本的なところで依然ひっかかっていらっしゃるようなので…

「つりあう力」というのはひとつの着目物体が受ける複数の力についてのみ用いられる表現であるとわりきって下さい。したがって，

りんごが受ける力
と
みかんが受ける力
が
つりあうはずはないのです。

もし，りんごとみかんが接触して押し合っているとき
りんごがみかんから受ける力
と
みかんがりんごから受ける力
は
作用反作用の関係にあり，
(1)同一作用線上
(2)逆向きで
(3)大きさが等しい
わけですが，(1)～(3)がつりあう２力の条件と同じなので，多くの方が勘違いをします。しかし，この「お互い様」の２力を「つりあう」といってはいけないのです。

お礼

NO１～No5の皆さま、ご丁寧な回答ありがとうございました。
ようやく理解できまたした。多分・・・（笑）

自分なりの結論です。

壁を手で押している状態考えた時、
（１）手に着目　→　【手の押す力】と【壁からの抗力】はつりあっている
（２）壁に着目　→　【壁の押す力】と【手からの抗力】はつりあっている
（３）手の力（作用）、壁の力（反作用）が発生　→　つまり複数の物体間に作用反作用が働いてる
（４）ただし（３）に関してつりあいとはいわない

この認識でよいでしょうか？
最後に、ご指摘いただけるとありがたいです

回答No.3

hitokotonusi

>同じ直線状にないということでしょうか？だとすると回転しちゃう？？

作用と反作用は同一の作用線上にありますから。

＞つりあっていなくても、作用と反作用が成り立つという認識でよいのでしょうか？？

成り立ちます。

ようは、リンゴはリンゴで運動方程式を、机は机で運動方程式を立て、
それぞれリンゴに働いている力、机に働いている力をその運動方程式に入れますが、
その時に互いに及ぼし合ってる力があれば符号をかえてそれぞれの運動方程式に入れろというのが作用反作用の法則です。
加速度が0でなければつりあいは成立していませんが、作用反作用の法則は必ず成立するというのが運動の第三法則です。

つりあっているというのはこのそれぞれの運動方程式の中で力が相殺されて消える事を言いますが、作用と反作用は別々の運動方程式に含まれる力なので、相殺されることがありません。だからつりあいではないのです。

お礼

回答ありがとうございます。
ベクトルを相殺していくと、最終的に残ったベクトルが
作用と反作用で離れた位置にあるという事でしょうか

やはり図がないと文章だけでは理解できないので、
私の頭では無理っぽいです・・・

回答No.2

hitokotonusi

>また作用と反作用はつりあってはいけないのでしょうか？？

これは言葉の意味の問題ですが、物理(力学)で力がつりあうと言ったときは、

『ある一つの物体に働いている力の(ベクトル的な)合計がゼロ』

という意味です。

なので、作用と反作用は常に大きさは等しく向きが逆ですが、作用点がそれぞれ別の物体上にあるので『つりあいではない』ことになります。

作用と反作用は近接している物体を考えると混乱しがちですが、その時はまず離れた二つの物体間に働く力を考えてください。

たとえば地球と月は万有引力で引き合っています。このとき、『地球が月を引く力(作用点は月)』と『月が地球を引く力(作用点は地球)』が作用と反作用で、互いに大きさが等しく向きが逆ですが、この場合はつりあっているとは言いません。実際、仮に月が地球のまわりを回転していないとしたら、万有引力で互いに引き合ってやがて衝突します。こんな場合でも作用と反作用の関係にある力は常に大きさが等しく向きが逆です。

つぎに近接するものとして机の上にリンゴを乗せてみます。

リンゴの運動を考える時はリンゴに作用する力のみを考えます。リンゴには重力と机からの力(垂直抗力で作用点はリンゴ上)が働いており、この二つの力がつりあって静止しています。

次に机の運動を考えると、机にはリンゴからの力(作用点は机)と重力、床からの垂直抗力が働いており、この三つの力がつりあうことで静止しています。

これらの力の中で、『机からの力(垂直抗力で作用点はリンゴ上)』と『リンゴからの力(作用点は机)』が作用反作用の関係にあり大きさが等しく向きは逆ですが、作用点が机とリンゴで異なっており、つりあっているとは言いません。

お礼

つりあっていなくても、作用と反作用が成り立つという認識で
よいのでしょうか？？

補足

ご丁寧にご説明ありがとうございます！
「作用と反作用は常に大きさは等しく向きが逆」というのは
同じ直線状にないということでしょうか？だとすると回転しちゃう？？

回答No.1

notnot

＞この説明で、【別の物体に働く力である】、とうい意味がわかりません。

机の上に1Kgのおもりがあると、おもりは机を1Kg重の力で下に押します。つまり、机に下向きの1Kg重の力Aが加わっているわけです。この反作用として、机はおもりを上向きに1Kg重の力Bで押します。
このAとBが作用反作用の関係です。Aは机にかかる力で、Bはおもりにかかる力。「べつの物体に働く力」です。

＞また作用と反作用はつりあってはいけないのでしょうか？？

「力がつりあう」という言葉の意味をどう理解していますか？
「ある１つの物体に働く複数の力のベクトルの和がゼロになる」＝「つりあう」です。力が加わっているのに合計すると加わっていないのと同じことになると言うこと。

補足

【別の物体に働く力である】に関して、
分かりやすい説明で理解できました！

つりあいに関しては、
「２力がつりあっているときは、・・・」で始まっているのに
最後に、「がつりあうと考えてはならない。」でおわっています。
矛盾していて、まだ理解できていません。すいません