| おしえて№968 投稿者 たかみさん | |
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 まーちゃんたかみさんの質問の泣きどころは視点の位置にあります。 二つ以上の動いている物について、その様子を語るとき、語り手は自らの視点について貫徹した態度をとらなければ意味がないのです。 踏み切りの前を目の前を過ぎる電車は路線名も読み取れないほど猛スピードといえますが、 並走する快速電車に乗っている人にとっては、乗客のもつ雑誌まで観察できるほどノロマなスピードです。 「地球はすごく早く動いています。」 たかみさんがこう述べたとき、たかみさんは間違いなく地球の外、宇宙空間から通り過ぎていく地球をながめています。 踏み切りの前に立って通り過ぎる電車を見ているのと同じです。 「それでも人間が動かないのは」 ちょっと待ってください、「人間が動かない」とはいきなり地球に乗り込んだ視点になってます！ いつの間にか電車に乗り込んで運動を語っているのです。落ち着いて地球の外へ戻ってください。 宇宙空間から高性能な望遠鏡で地球の上に立つ人間を見つけたら、彼を観察し続けるためには地球の動きに合わせて望遠鏡を動かさないといけないことに気づくはずです。そう、立っている人間は地球と同じように動いています！踏み切りを通り過ぎる電車の中に知人を見つけたら、思わず電車の動きにあわせて顔を動かすのと同じです。 これは慣性の法則のうんぬんよりも、運動を考える際に、相対性原理（ガリレイの発想）と呼ばれる解釈が欠けていたことが不思議の原因です。 （もちろん慣性の法則が成り立つからこそ相対性原理が成り立つのですが。） 雲についてはおそらく、雲と地面が固体のように結びついていないから地球が回っても流体である空気や雲に影響がないと想像しているかもしれません。 しかしほぼ固体といえる人間の流れで流れるプールができるように、地球の自転それ自体が空気の、雲の流れを作る要因のひとつです。つまり先の電車に戻れば、雲は同じ電車のなかで流れているに過ぎません。ゆっくり見えるのは同じ電車にのっている乗客からの視点だからです。（このことプラス遠くにあるものはゆっくり見えるから） こーゆーのは意外とはじめはわかりづらい概念なんですが一度飲み込めればいろんなことがスッキリわかった気分になれて楽しいですね。 ろらんさん昔小学校の時本で、地球の自転速度は1680Km/hとか見たような気がします。 そして止まっているように見えるのは我々や他の地球上のものは同時に動いているから、って理由だったような。  とくしん犯人さんたかみさん、間違いです 地球は動いていません お空の星が動いているのです 地球は動いていないのだから人間も動きません 雲は風に流されているだけですよ 実際に宇宙の中に特定の座標軸を引くことは出来ません 基準がないんですから 逆にどこを基準にしてもいいのだから 地球を動かないものとして基準点に使ってもいいんじゃないかな？ ＜H&Aさんどうして雲はあんなゆっくりなの？ 実は雲は早いのです。詳しい速度までは知りません。すみません。 では、なぜゆっくりなのか？それは空を見て飛行機を見ても何百キロもあるように思えませんよね。 それと同じですよ。 shin1さん何が大丈夫なのかって言うのは、二つの力に対しての疑問ですよね。 一つ目は、遠心力によって飛んで行っちゃいそうなのに、なぜ、地面に立っていられるのか？ 二つ目は、西から東へ回っている地球に対して、なぜ、うしろに取り残されないのか？ と言うことだと思います。 この二つは、別の力ですので、説明も二つ必要になります。 一つ目に対しては、重いものには引っ張られるという（万有引力や、特殊相対性理論によって説明される）力が、 遠心力に勝っている為、人間等地上にあるものは、宇宙に飛び出さないのです。 二つ目はに対しては、地球は一定の速度で回転しており、加速も減速もしておりません。 つまり、人間との相対速度は「０」で速度差がないため、人間から見ると地球は止まっているように感じるのです。 もし、地球の回転にムラがあったら、電車に乗っているように、加速時に後ろ（東）にとり残されるように感じたり、 減速時に前（西）に飛ばされるように感じる事もあるでしょう。 ちなみに、雲が動いて見えるのは、大きな意味でいうと、地球の自転も関係していますが、 海、陸地、気温などが複雑に絡み合って空気が立体的（前後左右だけでなく、上下にも）に動いており、 地球が動いているから雲が取り残されて、地上から見ると、「雲が動いているように見える」わけではありません。 よしさんいつも楽しく拝見させていただいてます。 今回は３点の修正的意見を書かせていただきます。 ○１点目 何も感じないのは慣性の法則のおかげではありません。 私たちは地球の上で重力が働いています。それを感じないのは生命が生まれたときから感じているからでしょう。 また、人間の体に相当複雑な力がかかっているのは事実ですが、すべて慣性のために感じないのではありません。 地球が太陽に引っ張られているのに私たちはそれを感じないのは太陽の重力と地球の公転による遠心力がつりあっているからで、 同様に太陽系が銀河系の中心から受ける引力は、太陽系が公転している遠心力で見かけ上相殺されます。 ○２点目 慣性という言葉は、重力が地球の重心方向に引っ張っていることを含めません。 慣性は「ものは動きにくくとめにくいという"性質"」です。慣性によって見かけ上働く力は「見かけの力」といいますが、 これは加速度運動するときに感じるだけのまさに見かけの力です。 電車が急ブレーキするときには前にのめるようになりますが、「後ろから押されている」わけではありません。 電車に対して体が止まりにくいだけです。 ○３点目 等速直線運動をしているときと何かに対して止まっているときというのは実は同じことで、 物理法則は変わらないのです（ただし速度が光速より十分小さい）。 これは物理学の言葉で言えば「すべての慣性系で物理法則は変わらない」ということです（もちろん非相対論的な場合に限る）。 たかい、いたかさんうちゅうには上も下もないでしょう。だから宇宙から見れば地球は確かに回っています。 しかし！私たちには慣性と言う力が働いています。この法則は動いているものはいつまでも動き続けようとする、と言う法則です。 このため生まれたときからずっと動き続けている私たちは、なにも感じないわけです。 また雲も大気もできたときから地球と一緒に回っているため何もかわらないわけです。 また、ドラ○モンの道具の中にもいろいろとありまして地球の自転から物をはずすという道具がありました。 つまり、普通の人から見れば西から東へ動いていくように見えます。 ノ○タ君がこれを使った時には、機械が故障しノ○タ君のズボンが脱げ東から西へ（中国のほうに）飛んでってしまいました。 また、地球は自転だけではなく、太陽の周りを回り、太陽系は1秒間に１９キロメールというスピードで銀河係の中心の周りを回っているので、 私たちには相当、複雑な力がかかっているはずですが、何もかんじないのもこのためだと思います。 たまたまさん慣性という言葉を、「力の作用を受けない物体がその速度を変えずに等速度運動を持続するという性質（理化学辞典）」 という意味でお使いだと仮定してお答えします。 地球がすごく早く動いているのに人間が動かないのは、いわゆる慣性のせいではありません。 地球と同じ大きさで質量がほとんどない球を考え、あなたをとりあえずその表面に固定しておき、 その球を地球と同じ速さで回転させ、あなたの固定をはずすと、あなたは見事に宇宙空間に放り出されてしまいます。 遊園地のぐるぐる回る乗り物の外側に手でつかまっているような状態ですね。 地球上の人間が動かないでいられるのは、地球の質量によってもたらされる万有引力、 つまり重力で地球の上にしばりつけられているからです。 あなたに働く遠心力よりも引力の方が強いのです。 急行列車に乗っているとき、もし急行列車がまっすぐたいへんスムーズに進んでいるなら、 目をつぶっていると慣性のおかげで動いていることを感じません。 でもそれも重力のおかげが大きいです。 もし宇宙空間で高速に移動する平たい板の上に同じ速度で乗っていたとすると、 「板が動いているとは感じませんが」ちょっとでも足踏みすると板から飛び出していきます。 ただし、慣性という言葉を、重力が下方向に引っ張っていることも含めて使う場合が見受けられ （これが正しいのかどうか知りませんが）、もしそう思って質問されているならあなたのお考えで正しいです。 散散満さん根本的に、違うものを比較しても意味がありません。 「動いている」「動いていない」の基準となる点が違えば矛盾が出るのは当たり前。 「地球はすごく早く動いています」と言うとき、一体、どこから見て「すごく早く」動いているのでしょう？ 地球の中心を基準に高速で自転しているという意味でしょうか？ 太陽を基準に公転しているという意味でしょうか？ 銀河系の中心を元に太陽系自体が回転しているという意味でしょうか？ それとも、どこかの適当な宇宙空間の点を基準に膨張する宇宙空間と共に移動しているという意味でしょうか？ いずれにしても、同じ点から見れば地球も人間も「同じように」動いているか止まっていると言えるのです。 S.TAKEさん私たちが地球が動いていないように感じるのは慣性のおかげだと思います。 雲も基本的には地球と一緒に動いているのですが、大気の対流等の影響を受けて動いているのです。 北風や南風などがあるように必ずしも地球の自転の影響だけを受けているわけではありません。 しかし自転の影響により台風などの渦の向きは北半球と南半球は逆になるらしいです。 自転の影響を受けているいい例が飛行機です。 日本でも南に行く飛行機よりも北に行く飛行機のほうが燃料が余計かかるのです。 赤道上だともっと大きな影響が有ると思います。 重力も赤道上と極点では違うらしいです。 matsumotoさん地球がどんなに速く動いても、地上にいる私達も一緒に同じ速度で動いているので、 私達から見て地球は動いていないように感じるのです。 例えば猛スピードで走る自動車や電車、飛行機などであっても一定速度で動いている間は、 中に乗っている人は外の景色を見ない限り動いていることを感じません。 これは中に乗っている人が自動車等と同じ速度で動いているからです。 このような状態を自動車と中の人の「相対速度」が０であると言います。 また自動車がスピードを上げる時に身体が後ろに押される様に感じたり、 逆にスピードを下げる時に身体が前に押される様に感じるのは、 人の身体がそれまでと同じ速度で動こうとする（これを「慣性の法則」といいます）のに対して 自動車の速度が変わる為に「相対速度」が０でなくなるからです。 私達が普段地球が動いていない様に感じるのは、地球がほぼ一定の速度で動いている為に、 その上で同じ速度で動いている私達との「相対速度」が０だからです。 もし宇宙空間から私達を見ることが出来たら、私達が地球と一緒に猛スピードで動いているのが分かるでしょう。 雲が動いて見えるのは風によって移動しているからで、地球の動き（自転・公転）とは直接関係はありません。 華春さんこれ、答えになっているかな？慣性の法則等、難しいことはわからないけれど。 みんなが宇宙船、地球号に乗っているからだと思う。 地球の回転の最も早いところは赤道です。この最も速い速度より早く飛べるのがコンコルド、 でもこの中に乗っている人たちは、お互いに動いているようには見えないよね。 最近はコンコルドの中でたばこは吸えないらしいけれど、たばこの煙もゆっくり流れると思うよ。 （地上と同様にゆっくりという意味で。） みんなが、地面も人間も空気も、変わらない速度で動いているとき、みんな止まっているように見えます、 これを相対的に止まっている、と言います。 puppyさん「慣性の法則」は正解です。 あと、雲の動きですが、あれは地球が回っているから動くのではなく、 大気の局所的な動き（平たく言うと「風」）によっています。 大気自体も地表との摩擦により全体としては一緒に自転しており、 それ以外の要因（偏西風、とか気圧の高低とか）で風が起こっています。 大気が地球と一緒に自転している証拠は、 たとえば飛行機で東京→サンフランシスコとサンフランシスコ→東京では そんなに違わない経路をたどっても所要時間が明らかに違うことがあげられます。 さて、どっちが時間がかかるのでしょう？（意地悪な回答.....） 今回はpuppyの既有知識＆状況証拠によります。 間違ってたらご指摘を！ |
地球はすごく早く動いています。 それでも人間が動かないのは、慣性の法則のおかげなのですか？ 回答についてのお願いです。１．基本的に送って下さった回答については大部分の回答を掲載させていただきます。 しかしながら、閲覧の都合等で掲載しない場合や,若干の修正＆加工をする場合もありますのでご了承下さい。 また、メルマガ等に掲載する場合もありますので併せてご了承下さいね。 ２．著作権等に配慮したいので情報源があれば、明記もお願いしまーす。 例）★参考ＵＲＬ「おしえてねどっとこむ」 http://www.ooooo ★広辞苑から抜粋 ★○氏著作○○から抜粋など ただし、参考先の方針等によって、その部分を削除する場合がありますのでご了承下さい。 特に丸ごとのカットアンドペーストは掲載が出来なくなりますのでご注意下さいね。 ３．もし、正答か面白回答かと私が迷いそうな回答を出して下さる時は、ぜひ、最初の一文に 「○おもしろだよ！」もしくは「○正答さ！」などと分かるようにカキコしてくれると本当に助かります。 是非よろしくお願いします。m(__)m ４．既に出されている回答に明らかな誤りを発見した場合などは批判にならないような回答、もしくはメールでのご連絡いただけると助かります。ご協力をお願いします。 |