加速度について

質問

加速度について、物体に働く加速度が0になるとき、その物体は静止しているか、その物体に働く力がつりあって動いていると考えていいのですか？
ma=Fの関係式がありますが、加速度が0だとFは0になります、つまり物体には力が働いていないように見えますが、0というのは働いていない場合と働いていてつりあっていると言う意味なのでしょうか？

回答No.9

noname#221368 · ベストアンサー

＞・・・つまり物体には力が働いていないように見えますが、0というのは働いていない場合と働いていてつりあっていると言う意味意味なのでしょうか？

　そうです。たぶん、働いていない場合と働いていてつりあっている場合とでは、体感が違うので納得できないのかな？、と思いました。

　ma＝Fでa＝0ならF＝0とは、働いていない場合も働いていてつりあっている場合も、力学的には（加速度を発生させないという意味では）同じだ、と言ってるに過ぎません。

　働いていない場合と働いていてつりあっている場合を、力学では区別しないというだけです。力学の目的から、それで十分だからです。力学の目的は、作用合力から運動を導く事だけですから。

　もし本当に、働いていない場合と働いていてつりあっている場合が現実にも区別できないなら、圧縮試験なんか出来ません(^^;)。

お礼

御返答有難うございます

補足

つまりma=FのFというのは物体に働いている力の合力が0という事ですよね？ですから右向きにAの力が働いて左向きにAの力が働くと物体に働く合力は0という事ですね、この場合物体に力は働いていますが合計した力が0ということですね
一方でシリンダーにピストンが取り付けてあってヒーターでシリンダーの中の気体をゆっくりと暖める場合ピストンがゆっくりと上に動く場合、この時もピストンに働く圧力は一定なのですが、この場合ピストンは上に動いているのに加速度が0でピストンに働く合力も0になる事を意味しているのですが、おかしくないですか？合力が0なのに何で上に動くんだろうという事になりますよね？

回答No.24

kaminari5656

＞自分から見たら自転車に乗ってる友人の加速度が0って事ですか
常に同じ速度で移動していればそう見えるでしょう。
電車で隣に座った人が加速しているように見えますか？

お礼

御返答有難うございます

補足

この例だと自転車の人と同じ速度で走って行ったらということなので、常に同じ速度で移動という事でしょう

回答No.23

kaminari5656

＞角速度を加速させとあるのに何で加速度が0なんですか
両者の間に（普遍的に成立するような）関連性がないからです。

お礼

御返答有難うございます

補足

もっと簡単な表現でお願いできますか？角速度を加速させるって意味が分からないんです
回って行く速度がまして行くって事ですか？

回答No.22

kaminari5656

＞その時生じる圧力を0に近似した
いや、ゼロとしてしまったらピストンは動かないでしょ？
微小量の熱が加えられて気体の温度が上昇すると微小な圧力上昇が生じ、
ピストンに加わる力のつり合いが微小に崩れるのでそれを是正するために
ピストンが微小量だけ移動する。つまり気体の体積が微小量だけ増える
と考えないと。

お礼

御返答有難うございます

補足

ピストンは動くんだけど速度や加速度は何故か0に近似するって事でしょ、そりゃおかしいと思いますけど、それが問題を解く上でとか理屈のみで考えようとしたら都合が良いからって事なんじゃないですか？自分も動くのに加速度0とか速度0がおかしいのではって事は何回も聞いてますが、それをゆっくりって表現から差を無視できるって事で0に近似してるという説明だったんですが

回答No.21

bbgoogoo

>しかし釣り合うことと、加速度０の意味は等価ではない。

＞＞では、この問題の場合ゆっくり加熱する事で、気体分子が得る運動量は少ないので速度の変化が0に近似できてゆっくりと上昇するわけです、そうすると加速度も0に近似できるんですが

　御説は誤りです。なぜなら気体には圧力があり、圧力が増加しました。圧力全体の根源を考えれば気体の運動です。圧力は気体粒子の衝突から生まれます。気体粒子の衝突により方向が変わった時その加速度が比例した圧力を発生します。だから圧力のある今現在、気体分子の加速度は０ではありません。

＞＞、ma=Fからピストンにかかる力も0という事になるのですが、

　御説は誤りです。気体分子には加速度aがあり、したがってF≠0です。

＞＞ピストンにはピストンの重力とピストンの上の気体の圧力がかかり、ピストンの下側には気体がピストンを押し上げようとする力が掛かります、つまり加速度0でma=Fから貴方の説明だとFが0になるだけと仰るが、ピストンには力は働いてますよ

　御説は誤りです。F≠0です。気体がピストンを押しのけようとする力が掛かります。

>補足　釣合と異なる加速度０の事例それぞれ
>a　角速度を加速させ回転している。
>b　力が働いていない。c慣性運動中。
>d　ある移動座標から見て静止中。

＞＞まずaですが角速度を加速させとあるのに何で加速度が0なんですか？

　説明します。物体の質点(重心)に対して働くのが加速度です。対して、角速度の加速は重心に対して働くのではなく、腕の長さ（重心からの距離）離れた作用点に働く回転力です。したがって加速度に無関係です。

＞＞dは何で加速度が０になるのか分かりません、まずどういう状況が考えられるでしょうか

　説明します。友達に自転車に乗って走ってもらってください。あなたは友達の横を友達から離れぬよう一緒に自分の足で走ってください。あなたから見て友達は離れぬのだから友達の速度は０ｍです。しかし友達は自転車に乗って走り、速度があります。たぶん６ｋｍ/ｈくらいで。
　ようするに観察者の立場によって座標系はいくらでも好きなものが選べるから、０とも６とも座標の取り方、観察者の立場でかわります。ｄの意味は今くわしく説明したことです。

>e　物体の回転と同一の回転軸上の座標が同期して同じ角速度で回転している場合

＞＞eは観覧車に2人で乗っていて観覧車の中から見もう一人の動きという事でしょうか？

慎重に考えて、私の説明するeに意味が同じのようです。

>(ロ)その物体に働く力が存在しつりあったまま動いている

＞＞等速直線運動の場合加速度は無いし、力も働いていないけど、動くという場合ですが
この場合力が働いていないのではないですか？

御説は誤りです。その物体に働く力が存在しつりあったまま動いている(ロ)＝その物体にさようしている力がある。
　従って力は働いています。力は釣り合っているので加速しない。したがって加速度は0です。そして物体はその状態を保ちながらある一定の方向に移動速度を持っている。ということです。
　慣性運動で(ロ)は一定の方向に移動速度を持っている。

＞＞この場合力が働いていないのではないですか？

　御説は誤りです。力は(ロ)に働いています。力は釣り合っているので加速しない。したがって加速度は0です。慣性運動で一定の方向に移動速度を持っている。

お礼

御返答有難うございます

補足

>だから圧力のある今現在、気体分子の加速度は０ではありません。
ですが、その気体分子が得た運動量がごくわずかずつなのでその時生じる圧力を0に近似したという事ではないんですか？

>ｄの意味は今くわしく説明したことです
つまり走っている自分から見たら自転車に乗ってる友人の加速度が0って事ですか？

>力は釣り合っているので加速しない
でも力がつりあう=加速度0は成立しないと仰ったのに何で力は釣り合っているので加速しない　こう言えるのですか？等速直線運動の場合加速度は0ですからma=Fで言えばF=0ですよねF=0は力が働いていない、それ以外の意味は無いと仰ってましたよ？

回答No.20

bbgoogoo

すでに多くの回答者たちは正しい解答を出している。わからないというのなら、私が代りにたんてきに各所を答えよう。設問者は自分の設問が手元の文脈で変化する内容であるのに、文脈を読み取る力なく、迷い左右うろたえ混乱している。

Q．加速度について、物体に働く加速度が0になるとき、その物体は静止しているか？
A.慣性運動中である。意味はそれだけである。
　たとえば加速度＝０に達する直前にもし速度が存在すれば、静止してはいない。
　しかし相対的関係である。
　座標系が直前の速度と同じ移動速度の慣性座標系から見ると静止状態に見える。静止は常に座標系に特有の相対的な表現である。別の座標系から見れば加速度が無くとも、運動中にも見える。

Q.　物体に働く加速度が0になるとき、その物体に働く力がつりあって動いていると考えていいのですか？
A.　加速度が0になるとき、その物体に働く力がつりあっているとは限らない。意味はそれだけである。
　いろいろあり得る。
　一点に作用する方向が１８０度ことなり反対向きの同じ強さの力が、同一線上にあると釣り合う。
　しかし釣り合うことと、加速度０の意味は等価ではない。

　補足　釣合と異なる加速度０の事例それぞれ
　a　角速度を加速させ回転している。
　b　力が働いていない。c慣性運動中。
　d　ある移動座標から見て静止中。
　e　物体の回転と同一の回転軸上の座標が同期して同じ角速度で回転している場合。etc.

Q.　ma=Fの関係式がありますが、加速度が0だとFは0になります、つまり物体には力が働いていないように見えますが、0というのは働いていない場合と働いていてつりあっていると言う意味なのでしょうか？
A.　 ma=F　加速度aが0だとFは0になります。F=0つまり物体には力が働いていない。ただ式の意味はそれだけ。数式にはほかの意味は持たない。

Q. 　F=0というのは働いていない場合と働いていてつりあっていると言う意味なのでしょうか？
A.　0の力Fは働いていない。力F=0と釣り合っているとは全く意味が違う。意味はそれだけ。
　ただし、釣り合っているとの関係は文脈を前後辿った時にあるかもしれない。

Q.　つりあっていると言う意味はなにか？
A.　一点に作用する方向が１８０度ことなり反対向きの同じ強さの力が、同一線上にあると釣り合う。

A.　質問者の設問全体として

　質問内容は、どこかの文中にあれば、前後の文脈によっては「物体に働く加速度が0になるとき、
(イ)その物体は静止している、
(ロ)その物体に働く力が存在しつりあったまま動いている、
(ハ)回転運動している
」等のいづれかの状況がありえる。

　出題者は認識力に弱点がある。また自らもすでに知っていることを〇か否定かと判断を取捨させ、自分の意思なく、文脈の理解無く、回答者に依存しようとしている。哲学的にみつめ、理論の構築力を人に聞くのではなく、自らの力で獲得するべきだろう。

お礼

御返答有難うございます

補足

>しかし釣り合うことと、加速度０の意味は等価ではない。
では、この問題の場合ゆっくり加熱する事で、気体分子が得る運動量は少ないので速度の変化が0に近似できてゆっくりと上昇するわけです、そうすると加速度も0に近似できるんですが
、ma=Fからピストンにかかる力も0という事になるのですが、ピストンにはピストンの重力とピストンの上の気体の圧力がかかり、ピストンの下側には気体がピストンを押し上げようとする力が掛かります、つまり加速度0でma=Fから貴方の説明だとFが0になるだけと仰るが、ピストンには力は働いてますよ

>補足　釣合と異なる加速度０の事例それぞれ
>a　角速度を加速させ回転している。
>b　力が働いていない。c慣性運動中。
>d　ある移動座標から見て静止中。
>e　物体の回転と同一の回転軸上の座標が同期して同じ角速度で回転している場合
まずaですが角速度を加速させとあるのに何で加速度が0なんですか？
dは何で加速度が０になるのか分かりません、まずどういう状況が考えられるでしょうか
eは観覧車に2人で乗っていて観覧車の中から見もう一人の動きという事でしょうか？

>(ロ)その物体に働く力が存在しつりあったまま動いている
等速直線運動の場合加速度は無いし、力も働いていないけど、動くという場合ですが
この場合力が働いていないのではないですか？

回答No.19

kaminari5656

今までの回答を読んでも判らないところへ結論だけ聞いても
何の役に立ちません。自分で結論に達しなさい。そうしないと
あなたの力になりません。

お礼

御返答有難うございます

補足

自分が読んだ結果としては正しいと思うんですが、どうですか、合ってますか？

回答No.18

kaminari5656

「全て」の回答を読みなさい。

お礼

御返答有難うございます

補足

読みましたよ、でも結局こちらで出した結論は合っているんですか？それさえ聞けたらこの質問は終わるわけですから、教えてください、勿論違ってたら又何故違うのかと言う話しになって行きますが

回答No.17

kaminari5656

そうは言っていません。読めば判るから読みなさいと言っています。
書いてあることは読み取れない一方で書いてもいないことは読み取るのですね。

お礼

御返答有難うございました

補足

読みましたが、微分の定義と傾きの式の違いとかでしたので、こちらの知りたい内容を確認させていただいてそれが合っているのかを確認していただきたいのですが

回答No.16

kaminari5656

今までの回答を読み返しなさい。真っ当な読解力があれば判ります。

お礼

御返答有難うございます

補足

じゃあ自分が前の補足に書いた事は間違っているんですか？

回答No.15

kaminari5656

「あいまいな微分」
大江健三郎さんみたいですね。

物理屋さんが聞いたら怒りそうですがまあそれは措くとして。
とにかく、微分とか積分とかの微小な量を扱う手法に対する理解が
それこそ「あいまい」なので、そこから出直しですね。

お礼

御返答有難うございます

補足

結局加速度が0=物体に働く合力が0なので静止したままか力が働くがつりあっているということでいいんですよね？