慣性の法則

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イントロ

物体は今の状態を保とうとする

物体は、自分から止まったり、自分から向きを変えたりするのではありません。今の状態を変える原因がないなら、その状態をそのまま続けます。

定義

教科書では: 物体にはたらく力の合力が 0 なら、その物体の運動状態は変わらないという法則です。
言いかえると: 止まっているものは止まり続け、動いているものは同じ速さでまっすぐ進み続けようとします。『動いている物体には力が必要』ではなく、『状態を変えるときに合力が必要』と見るのが大切です。

比較

場面静止している物体

場面等速で動く物体

場面状態が変わるとき

慣性の法則は、止まっている場合と動いている場合を分けるのでなく、「状態が変わるかどうか」で考える法則です。

要点

慣性の問題では、「動いているか」ではなく「速度が変わっているか」を見ると、前向きの力を勝手に足しにくくなります。

例

場面: 摩擦の小さい床の上を、パックが一定の速さでまっすぐ進んでいる。
順に考えると: この場面では、前向きに進んでいても「前向きの力が残っている」とは限りません。速度が変わっていないなら、合力は 0 と考えます。問題文に「一定の速さ」「まっすぐ」があれば、慣性の法則から状態が保たれていると読めることが多いです。
ここが結論: 動いていることと、力が働いていることは同じではありません。速度の変化があるかどうかを先に見ます。

注意

確認

慣性の法則として最も適切なのはどれですか。

まとめ

次に進む

理解がつながる順で、次のトピックへそのまま進めます。

合力、質量、加速度の関係を、運動方程式を使って意味から理解できるように整理します。