運動の基本は回転でしょうか

質問

今まで運動は直線的移動が基本かと考えていましたが、直線運動も回転が基盤にないと不可能なのではないかと思うようになりました。あまり根拠がない空想のようなものですが、ご教示いただければと思います。

回答No.4

myuki1232 · ベストアンサー

普段は解決が存在しない質問には回答しないのですが、面白そうなので。

回転運動とは、進行方向に対して垂直方向の加速度が一定な運動なので、直線運動とは、進行方向に対して垂直方向の加速度が0である回転運動であると言い換えれば、回転運動のほうがより基本的である、とも言えますね。
実数より複素数のほうがより基本的であるとか、正方形より長方形のほうがより基本的である、というような意味ですが。

お礼

勉強してみます。

回答No.5

ddtddtddt

以下は、あくまで力学ベースで考えます。

　古来より、力は物体の運動状態を変化させるものとして知られていました。ここで物体の運動状態とは、特に物体の運動速度です。もちろんニュートンやデカルト，ガリレイ以前は、速度を持った物体は自然に減速し、いつかは止まると考えられていました。そこでは物体の自然な減速に力は関係ありません。それでも物体に力を加えれば物体は増速したり、より減速するという事は経験事実でした。

　今風に考えれば、速度を持った物体の自然な減速とは、摩擦力の影響です。そこでガリレイは、できるだけ摩擦力の小さなすべすべな斜面を作り、そこに球体を転がす事で、「摩擦がなければ地表面に沿って、物体はどこまでも転がるであろう」という予想を立てます。作用力がなければ、物体は地表面に沿って円運動を永遠に行う、という予想です。

　重力を認めていたデカルトはガリレイから飛躍し、重力さえもない状態で何の力も物体が受けなければ、物体は永遠の等速直線運動を行うであろうという予想を立てます。

　最後にニュートンです。ニュートンはデカルトを受け入れました。そして力の効果はどうなるか？と考えました。その結果がニュートンの運動方程式です。力をＦ，物体の質量をｍ，Ｆがｍに働いた時の質量ｍの物体の加速度ａには、

　　Ｆ＝ｍａ　　　(1)

という関係がある、という話はご存知ですよね？。

　つまり(1)は、物体の等速直線運動からの「ずれ」を表す事になります。その「ずれ」を観測すれば、質量ｍの物体に作用してる力も逆算できる、という事にもなります。

　という訳で、あくまで力学ベースで考えればですが、「力が働いてない標準状態である等速直線運動」が「運動の基本」です(^^;)。

お礼

高等学校で習った物理そのものですね。それ以来ずっとわからないままなので実に困ります。加速度というものもわかりませんでしたが微積分なのですね。微分と接線なども思い出しました。当時から数学と物理学の理解は強い相関があったのですね。残念ながら私には縁がなかったようです。

回答No.3

eroero4649

質問を拝見しまして、むしろ直線的運動がそんなにあるんかいなと思ってしまいました。
走るのは股関節の回転運動ですし、投げる、打つも回転運動ですね。一見腕による直線投げのように見える砲丸投げも、体軸を回転させることでより遠くに飛ばします。
回転が主体的に関わらない運動って、パンチくらい（これだって腰の回転運動が入らないといわゆる「手打ち」となるのですが）しか思い浮かばなかったであります。

多くの運動が何らかの形で遠心力を利用することで効率よくエネルギーになるでしょうから、回転が基本になるのではないでしょうかね。

お礼

まっすぐ走る場合でもどこかは曲がっているし、回転に近いことが起こっていますね。大変為になるご教示でした。

回答No.2

hue2011

まあボールが転がるようなことを考えるなら、ですね。
だけど、基本という意味は何を意図していますか。
全くサイズのないものの移動という概念は物理学にはあります。
実在のものであっても、電子なんかは回転を考えることはしません。

原子核がある電子、つまり原子が集まって分子を構成した場合に、回転を考えることはあります。それでも考えないこともあります。

高分子などの場合は、個々の腕なんかはどうでも構わないのです。その編み目上の分子の中に物質が通り抜けてどういう作用を受けるかということを統計的に判断するのであって、この場合は直線移動も意味がありません。

お礼

電子は移動するとき回転していないのでしょうか、どこから勉強したら、このことがわかるのか困りました。

回答No.1

bardfish

どういう運動を想定しているのかわかりませんが、人間の骨格を見ると関節を支点として各パーツは動くわけですから円運動が基本となると思います。

関節が円運動の中心となるわけですが、関節は一つだけではないですよね。
ボールを投げるという動作は手首だけではなく肩、肘、手首、指と最低これだけの関節があります。
さらに言えば肩甲骨に腰、下半身も含みます。
それらの複数の関節の組み合わせで手(拳とか)を直線的に動かすことになります。
空手の正拳突き、ボクシングのストレートも同じですよね。

実際に関節の動きを意識しながらゆっくりと体を動かしてみれば感覚的にでも理解できるはずです。
武道の型(中国拳法や空手や剣道)というのは体の動かし方の集大成だと思ってます。

お礼

物体の直進運動のことを考えていたのですが、表現が稚拙だったので失礼いたしました。体の動かし方でも動くためには回転の要素が不可欠ということですね。筋肉の収縮でも筋肉細胞のなかの筋線維を考えるとどこかで回転しているのではないかということです。体の動きも改めて考えさせていただきたいと思いました。