運動の法則

デジタル大辞泉

うんどう‐の‐ほうそく〔‐ハフソク〕【運動の法則】

読み方：うんどうのほうそく

ニュートンが確立した、運動に関する基本的な三法則。（1）第一法則。静止または等速直線運動中の物体は、外から力を受けないかぎり、その状態を続ける（慣性の法則）。（2）第二法則。運動の変化（加速度）は、加えられる力と同じ方向に起こり、力の大きさに比例し、物体の質量に反比例する（ニュートンの運動方程式）。（3）第三法則。物体が他の物体に力を及ぼすとき、他の物体から同じ大きさの逆向きの力を受ける（作用反作用の法則）。

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ニュートン力学

出典: フリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』 (2024/05/30 14:17 UTC 版)

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古典力学

${\displaystyle {\boldsymbol {F}}={\frac {\mathrm {d} }{\mathrm {d} t}}(m{\boldsymbol {v}})}$ 『自然哲学の数学的諸原理』初版 ニュートン力学（ニュートンりきがく、（英語: Newtonian mechanics）は、アイザック・ニュートンが、運動の法則を基礎として構築した、力学の体系のことである[1]。「ニュートン力学」という表現は、アインシュタインの相対性理論、あるいは量子力学などと対比して用いられる[1]。 概要 静止物体に働く力の釣り合いを扱う静力学は、古代ギリシアからの長い年月の積み重ねにより、すでにかなりの知識が蓄積されていた[1]。ニュートン力学の偉大さは、物体の運動について調べる動力学を確立したところにある[1]。 ニュートン力学は古典物理学の不可欠の一角を成している。絶対時間と絶対空間を前提とした上で、3 つの運動の法則（運動の第1法則、第2法則、第3法則）と、万有引力の法則を代表とする二体間の遠隔作用として働く力を基礎とした体系である。広範の力学現象を演繹的かつ統一的に説明し得る体系となっている。 Principia1846-513、 落体運動と周回運動の統一的な見方が示されている． ニュートン力学は、1687年のニュートン自身による、3巻から成る著作『自然哲学の数学的諸原理』（略称: プリンキピア、Principia）を通して公表された[1]。ニュートン力学の主要な点はすべてこの中に含まれていると言ってもよい[1]。 『プリンキピア』の表現形式は、ユークリッド原論に倣った作図を用いて幾何学的証明を積み上げる方式を採っている。この表現の中には、エルンスト・マッハが指摘したように十分に論理的とは言えない点も含まれており、その後の時代の多くの人々によって整理しなおされ、別の説明方法も与えられている[1]。今日的な「ニュートン力学」の解説は『プリンキピア』とは様相が異なったものとなっており、大学などで「ニュートン力学」と呼ばれている体系は、これを出発点としつつも多くの人々によって改良された、相対論以前の古典力学の体系と見なすのが適切である。 『プリンキピア』の冒頭部分は質量、運動量、慣性、力などの定義にあてられているが[2]、重さという概念の他に質量という概念を導入したことが画期的だとされている[1]。 なお「ニュートンが万有引力の法則などを発見した」という言い方が一般にされることも多いが、これは誤りである。それまでにシモン・ステヴィン、エドム・マリオット、ガリレオ・ガリレイ、ヨハネス・ケプラーら先人によって発展してきた物理学をニュートン力学として体系づけたことが最大の功績であり、古典物理学はニュートンによって一旦完了したといえるのである。 質点に関する運動の法則 プリンキピア内の第一法則と第二法則が書かれているページ（1687年版） ニュートン力学は、物体を「重心に全質量が集中し大きさをもたない質点」とみなし、その質点の運動に関する性質を法則化し、以下の運動の3法則を提唱した[3][注釈 1]。また、これらの法則は、質点とは見なせない物体（剛体、弾性体、流体などの連続体）に対しても基礎となる考え方である[4][5]。 第1法則（慣性の法則） 質点は、力が作用しない限り、静止または等速直線運動する（これを満たすような座標系を用いて、運動法則を記述する）[6][注釈 2]。 第2法則（ニュートンの運動方程式） 質点の加速度 ${\displaystyle {\vec {a}}}$ ニュートンのゆりかご 解析力学 詳細は「解析力学」を参照 ニュートン力学はラグランジュ形式やハミルトン形式で再定式化された。これらは、ニュートンの運動法則を座標系の取り方によらずに一般的に成立するように構成されたもので、ラグランジュ形式では、最小作用の原理（変分原理）からニュートンの運動方程式を再現する。ハミルトン形式では、正準変数とポアソン括弧を用いることにより、ニュートンの運動方程式に対応する正準方程式を対称な形で表現することができる。 現代物理学での位置付け 現代の物理学の視点では、ニュートン力学は、「巨視的なスケールで、かつ光速よりも十分遅い速さの運動を扱う際の、無矛盾・完結的な近似理論」と理解される。 相対性理論は、物体の速さが光速よりも十分遅い・重力が十分に小さい（地球レベル）の条件下ではニュートン力学で十分近似されるし、量子力学の結果は、対象物体の質量を大きくした極限では、ニュートン力学の運動方程式の解と一致する。例えば、人工衛星や惑星探査までを含む宇宙航行の運動の予測を行う際には、ニュートン力学を用いて十分な精度で計算できる場合が多い。 出典 [脚注の使い方] ^ a b c d e f g h 『改訂版　物理学辞典』培風館。 ^ Newton (1729) pp. 1–7, Definitions . ^ 松田哲 (1993) pp. 17-24。 ^ 砂川重信 (1993) 8 章。 ^ 原康夫 (1988) 6-9 章。 ^ Newton (1729) p. 19, Axioms or Laws of Motion . "Every body perseveres in its state of rest, or of uniform motion in a right line, unless it is compelled to change that state by forces impress'd thereon ". ^ Newton (1729) p. 19, Axioms or Laws of Motion . "The alteration of motion is ever proportional to the motive force impress'd; and is made in the direction of the right line in which that force is impress'd ". ^ Newton (1729) p. 20, Axioms or Laws of Motion . "To every Action there is always opposed an equal Reaction: or the mutual actions of two bodies upon each other are always equal, and directed to contrary parts ". 注釈 ^ 山本義隆 (1997) p.189 で述べられているように、このような現代的な表記と体系構築は主にオイラーによって与えられた。 ^ 砂川重信 (1993) p. 9 で述べられているように、この法則は慣性系の宣言を果たす意味をもつため、第 2 法則とは独立に設置される必要がある。 ^ この定義は比例（反比例）関係しか示されないが、結果的に比例係数が 1 となる単位系が設定され方程式となる。『バークレー物理学コース 力学 上』 pp. 71-72、堀口剛 (2011)。 ^ 兵頭俊夫 (2001) p. 15 で述べられているように、この原型がニュートンにより初めてもたらされた着想である。 ^ エルンスト・マッハによれば、この第3法則は、質量の定義づけを補完する重要な役割をもつ（エルンスト・マッハ (1969)）。 ^ ポアンカレも質量の定義を補完する役割について述べている。(ポアンカレ(1902))p.129-130に「われわれは質量とは何かということを知らないからである。(中略)これを満足なものにするには、ニュートンの第三法則(作用と反作用は相等しい)をまた実験的法則としてではなく、定義と見なしてこれに訴えなければならない。」 参考文献 西川哲治、中嶋貞雄 編『物理学辞典』（改訂版縮刷版）培風館、1992年11月、2480頁。ISBN 4-563-02093-1。  物理学辞典編集委員会 編『物理学辞典』（三訂版）培風館、2005年9月30日、2688頁。ISBN 4-563-02094-X。  Isaac Newton (1729) (English). The Mathematical Principles of Natural Philosophy. 1. John Machin, Andrew Motte (translator). https://books.google.co.jp/books?id=Tm0FAAAAQAAJ  アイザック・ニュートン 著、中野猿人 訳『プリンシピア―自然哲学の数学的原理』講談社、1977年。ISBN 978-4061221390。  チャールズ・キッテル 著、今井功 訳『力学』 上、丸善〈バークレー物理学コース 1〉、1975年。ISBN 978-4621029749。  チャールズ・キッテル 著、今井功 訳『力学』 下、丸善〈バークレー物理学コース 1〉、1975年。ISBN 978-4621029664。  チャールズ・キッテル 著、今井功 訳『力学』（復刻版）丸善〈バークレー物理学コース 1〉、2011年。ISBN 978-4621083376。  エルンスト・マッハ 著、伏見譲 訳『マッハ力学 力学の批判的発展史』講談社、1969年。ISBN 978-4061236516。  砂川重信『力学の考え方』岩波書店〈物理の考え方 I〉、1993年。  山本義隆『古典力学の形成―ニュートンからラグランジュへ』日本評論社、1997年。  松田哲『力学』丸善〈パリティ物理学コース〉、1993年8月、292頁。ISBN 978-4621038499。  松田哲『力学』丸善〈パリティ物理学コース〉、2001年5月、277頁。ISBN 978-4621070451。  原康夫『物理学通論』 I、学術図書出版社、1988年。ISBN 9784873610238。  堀口剛『力学の基礎』技術評論社、2011年。ISBN 978-4774147024。  兵頭俊夫『考える力学』学術図書出版社、2001年3月25日。ISBN 978-4873610993。  ポアンカレ『科学と仮説』岩波書店、1938年。ISBN 4003390210。  関連項目 ニュートンの運動方程式 万有引力 剛体の力学 振動 時間 - 空間 - ガリレイ変換 修正ニュートン力学 弾道学 古典力学 - 解析力学（ラグランジュ力学、ハミルトン力学） 現代物理学 - 量子力学、 特殊相対性理論、一般相対性理論 表 話 編 歴 物理学の分野 古典・量子 古典物理学（古典論） 半古典論 量子物理学（量子論） 研究方法 理論物理学 計算物理学 実験物理学（高エネルギー物理学） 基礎理論 力学 古典力学 ニュートン力学 解析力学 連続体力学 流体力学 熱力学 統計力学 電磁気学 量子力学 相対論的量子力学 場の量子論 相対性理論 特殊相対性理論 一般相対性理論 研究対象 素粒子物理学 原子核物理学 核構造物理学 ハドロン物理学 宇宙物理学 宇宙論 物性物理学 固体物理学 表面科学 低温物理学 ソフトマター物理学 高分子物理学 原子物理学 分子物理学 光学 音響学 プラズマ物理学 境界領域 数理物理学 化学物理学 生物物理学 地球物理学 大気物理学 海洋物理学 農業物理学 土壌物理学 医学物理学 保健物理学 放射線物理学 その他 現代物理学 応用物理学 物理数学 カテゴリ 典拠管理データベース: 国立図書館 ドイツ ウィキペディア小見出し辞書 索引トップ 用語の索引 ランキング 運動の法則 出典: フリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』 (2022/08/10 03:33 UTC 版) 「運動 (物理学)」の記事における「運動の法則」の解説 物理学では、質量のある物体の運動は、関連する以下の二つの力学法則によって記述される。 古典力学 - 超原子（車、投射物、惑星、細胞、人間など）を対象とする力学。 量子力学 - 原子・素粒子（ヘリウム、陽子、電子など）を対象とする力学。 ニュートンとオイラーは以下の運動の三法則を確立した。 第一法則 慣性の法則。慣性座標系において、正味力（net force）が作用しない限り、物体は静止したままか、一定の速度で直線的に移動し続ける。 第二法則 運動方程式。慣性座標系において、物体にかかる力 F のベクトル和は、その物体の質量 m に物体の加速度 a を掛けたものに等しくなる。つまり、 F = m a である。物体の質量または物体に作用する合力 F が0に等しくない場合、物体は合力と同じ方向の加速度 a を持つ。 第三法則 作用・反作用の法則。1番目の物体が2番目の物体に力を加えると（作用）、2番目の物体は同時に、同じ大きさで方向が反対の力を1番目の物体に加える（反作用）。 Weblio日本語例文用例辞書 索引トップ 用語の索引 ランキング 「運動の法則」の例文・使い方・用例・文例 ニュートンの運動の法則 ニュートンの運動の法則に基づく力学の分野 デンマークの天文学者で、惑星の観測がケプラーの惑星運動の法則の基礎を提供した（1546年−1601年） 英国人の天文学者で、彗星の周期を予測するのにニュートンの運動の法則を用いた（1656年−1742年） ドイツの天文学者で、惑星運動の法則を最初に唱えた（1571年−1630年） 回転運動の法則という,物理の法則 運動の法則における惰性系という体系 運動の法則における惰性系という世界 運動の法則と同じ種類の言葉 法則に関連する言葉   質量保存の法則  通法  運動の法則  運動量保存の法則  道徳法則 >>同じ種類の言葉    >>社会一般に関連する言葉 英和和英テキスト翻訳 >> Weblio翻訳 英語⇒日本語日本語⇒英語    >> 「運動の法則」を含む用語の索引  運動の法則のページへのリンク 辞書ショートカット 1 デジタル大辞泉 2 ウィキペディア 3 ウィキペディア小見出し辞書 4 Weblio日本語例文用例辞書 カテゴリ一覧 全て ＋ ビジネス ＋ 業界用語 ＋ コンピュータ ＋ 電車 ＋ 自動車・バイク ＋ 船 ＋ 工学 ＋ 建築・不動産 ＋ 学問 ＋ 文化 ＋ 生活 ＋ ヘルスケア ＋ 趣味 ＋ スポーツ ＋ 生物 ＋ 食品 ＋ 人名 ＋ 方言 ＋ 辞書・百科事典 すべての辞書の索引 あいうえお かきくけこ さしすせそ たちつてと なにぬねの はひふへほ まみむめも やゆよ らりるれろ わをん がぎぐげご ざじずぜぞ だぢづでど ばびぶべぼ ぱぴぷぺぽ ＡＢＣＤＥ ＦＧＨＩＪ ＫＬＭＮＯ ＰＱＲＳＴ ＵＶＷＸＹ Ｚ １２３４５ ６７８９０ 記号 Weblioのサービス 英会話コラム Weblio英会話 英語の質問箱 語彙力診断 スピーキングテスト 「運動の法則」の関連用語 1 惰性系 Weblio日本語例文用例辞書 100% ||||| 2 ニュートンの運動の法則 Weblio日本語例文用例辞書 100% ||||| 3 ニュートンの運動法則 デジタル大辞泉 100% ||||| 4 運動の第一法則 デジタル大辞泉 100% ||||| 5 運動の第三法則 デジタル大辞泉 100% ||||| 6 運動の第二法則 デジタル大辞泉 100% ||||| 7 ニュートン力学 デジタル大辞泉 92% ||||| 8 ガリレイの相対性原理 デジタル大辞泉 74% ||||| 9 1546 Izsák Weblio日本語例文用例辞書 74% ||||| 10 1546年 Weblio日本語例文用例辞書 74% ||||| 運動の法則のお隣キーワード 運動の成功 運動の成果 運動の成長 運動の拡大と分裂 運動の方向 運動の歴史的意義 運動の法則 運動の波及効果 運動の流れ 運動の消滅とナチズム 運動の激化と終結 運動の特徴 運動の由来 検索ランキング 英和和英テキスト翻訳 >> Weblio翻訳     英語⇒日本語 日本語⇒英語     運動の法則のページの著作権 Weblio 辞書 情報提供元は 参加元一覧 にて確認できます。     (C)Shogakukan Inc. 株式会社 小学館 All text is available under the terms of the GNU Free Documentation License. この記事は、ウィキペディアのニュートン力学 (改訂履歴)の記事を複製、再配布したものにあたり、GNU Free Documentation Licenseというライセンスの下で提供されています。 Weblio辞書に掲載されているウィキペディアの記事も、全てGNU Free Documentation Licenseの元に提供されております。 Text is available under GNU Free Documentation License (GFDL). 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