2013年2月6日水曜日

運動座標系での力は静止座標系と変わらない

「高校物理の発想の基本」
 静止座標系で観察した場合と、運動座標系(あるいは加速度座標系)で観察する場合とで、変化する物理量と変化しない物理量があります。
 速度と位置座標は、運動座標系(又は加速度座標系)では、静止座標系とは異なる値になります。
 それ以外には、既存の電界Eや磁界Hに、それらと運動方向とに垂直な方向の磁界と電界が、新たに加わります。
 電界を長さで積分すれば電圧Vになります。電界Eが変われば電圧Vも変わります

 しかし、電荷の量や質量や、電流(別のページで詳しく説明)は(相対性理論の効果による微少誤差を無視すれば)運動座標系でも変わりません。
(空間の電圧は運動座標系で変わります。)
 また、そのように、運動座標系で静止座標系と異なった磁界や電界の力を受けても、それらを総合して物体に最終的に加わる力については、運動座標系(又は加速度座標系)でも静止座標系でも同じ力になります。

 ただし、加速度座標系では、物体に、重力と同じような物体を加速させる、物体の質量に応じた慣性力が新たに観察されます。それ以外の静止座標系で加わっていた力は、加速度座標系でも、同じ力が同じ方向に加わっています。

 そのように「力=質量×加速度」は運動座標系(又は加速度座標系)でも静止座標系でも変わりません(ただし、加速度座標系で物体の質量に応じて新たに加わる重力と同様な力は別ですが)。

【リンク】
「高校物理の目次」

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