慣性の法則を解説!「なめらかな面」とは!?

力学
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taniten
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今回は慣性の法則について解説するよ!

ニュートンの3法則の1つの、アレ?

ふうた君
ふうた君
taniten
taniten

そうです、アレです。

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慣性の法則

斜方投射の再確認

こちらの記事で少し触れましたが、もう一度斜方投射の復習をしましょう。

上図のようにボールを放り投げたとき、鉛直方向には鉛直投げ上げ運動水平方向には等速直線運動をするのでした。

この時ボールがなぜ水平方向に等速直線運動するのか覚えていますか?

どうしてだっけ・・・?

ふうた君
ふうた君
taniten
taniten

水平方向には最初の投げる瞬間しか力が働かない。
ボールが投げられて力が働かない間、物体は等速直線運動をするんだよ。

この『力が働かない間は等速直線運動をする』という事実こそが、「慣性の法則」に由来するものなのです。

言い換えると、慣性の法則とは「物体がその運動の状態を保とうとする法則」のことなのです。

止まっている物体は止まり続ける

慣性の法則は動いている物体にのみ働く法則ではありません。

静止している物体についても働く法則なのです。

それってつまり、どういうこと?

ふうた君
ふうた君
taniten
taniten

静止している物体は、力が働かない限りずっと静止し続けるよね。
これはさっきの等速直線運動の\(v=0\)の場合に相当するのですよ。

等速直線運動の特別な場合が、静止している状態なんだね!

ふうた君
ふうた君

「なめらか」とは?

ここで物理の問題でよく見る「なめらか」という単語について触れておきましょう。

「なめらか」とは「摩擦がないこと」を意味していて、そこで動いている物体は力が働かない限り等速直線運動をし続けます。

もちろん静止している物体は静止し続けます。

taniten
taniten

面がなめらかかそうでないかは、問題文にきちんと書いてあるから見落とさないようにね。

まとめ

慣性の法則とは、「物体がその運動の状態を保とうとする法則」のこと。
「なめらか」とは「摩擦がない」という意味で、なめらかな面を運動する物体は等速直線運動をする。
静止している物体は静止し続ける。
taniten
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慣性の法則は力学の基礎。
いついかなる時も答えられるようにしておこう!

暗唱してでも覚えよう!

ふうた君
ふうた君

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