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加速と非加速 - 物理の勉強掲示板

加速と非加速


0中山 2022/07/31 07:22  4634view
客車が右方へ加速走行(等加速)しています。車内後部の光源(周波数は一定)から光線が発せられ前部には周波数測定機が。加速中の車内に存在する波の数は加速まえよりも多いでしょう。すなわち、加速と非加速とは見かけの相違ではありません。
註:  サニヤック効果にも通じる現象でしょう。直線上の。

客車の天井から真下に向けて光線が放たれています。加速中の客車では光線は放物線を描き床に達します。非加速、加速の違いは相対的ではありません。
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68中山 2023/05/18 13:22
局所慣性系(再言)

すべての質点は慣性系(非加速系)にあるか加速系にあるかのいずれかです。自由落下中のエレベーターが剛体であればすべての質点は加速系にあります。このエレベーターに局所であれ慣性系はあり得ません。
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67中山 2023/04/18 14:02
等価原理(ほんとうに等価?)

質量mの二つの物体が紐で結ばれています。二つの物体が加速度aで加速するには2maの力が必要です(紐の質量はゼロとします)。

質量mの二つの物体が重力源と49および51隔たっています(一本の重力の作用線上で)。二つの物体に働く重力加速度の大きさの分母は2401および2601です。すなわち、50 隔たった質量2mの物体、単体に働く重力の大きさの分母は2500とわずかに異なるでしょう。
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66中山 2023/04/13 10:10
水星の近日点の移動(回転する長軸)

水星の公転軌道の楕円の長軸がゆるやかに回転しています。すなわち、水星は近日点または遠日点を過ぎて以降しばらくはいずれも直前の軌道の外側の軌道を辿るでしょう。しかし、多くの図では近日点についてはそうなっていません。
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65中山 2023/04/12 09:53
水星の近日点の移動(もう一度)

多くの図で遠日点以降しばらくは水星の軌道は直前の軌道の外側であり、近日点以降しばらくは内側です。受け入れがたいことです。
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64中山 2023/04/11 15:41
水星の近日点の移動(ノーテンキな図解)

水星の楕円の公転軌道は水星の公転の方向へわずかに回転しています。よって近日点を出た楕円の軌道は直前の軌道の外側でなければなりません。しかしウェブにある図解はノーテンキです。

EMANさんの「近日点移動の大袈裟な図」、astrohouseの太陽が大きく赤い図には上記が表さてれいます。英語の図には見当たらないよう。ざっと見ただけですが。
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63中山 2023/04/10 13:05
すみません。62の書き直しをさせてください。

水星の楕円軌道が二周ほど描かれています。近日点を過ぎた辺りの楕円Bは直前回の楕円Aの外側に描かれるべきでしょう。しかしウェブなどの多くの図では内側となっています。楕円は太陽を中心に回転しているのです。多くの図は誤りでしょう。

すなわち、近日点付近のあり様は遠日点付近のあり様と同じでしょう(定性的に)。この二つの点の辺りでも水星はそのサイズに由来する過剰な加速を受けているのでしょう。加速は遠心力または重力あるいはその双方によるのでしょう。
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62中山 2023/04/10 10:19
水星の近日点の移動(まとめ?)

水星の楕円軌道が二周ほど描かれています。近日点を過ぎた辺りの楕円Bは直前回の楕円Aの外側に描かれるべきでしょう。しかしウェブなどの多くの図では内側となっています。楕円は太陽を中心に回転しているのです。多くの図は誤りでしょう。

すなわち、楕円Bと楕円Aの近日点以降のあり様は遠日点以降のあり様と同じでしょう。この二つの点の辺りでも水星はそのサイズに由来する過剰な加速(定性的に同じ)を受けているのでしょう。加速は遠心力または重力あるいはその双方によるのでしょう。
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61中山 2023/04/09 11:30
水星の近日点の移動(些細なこと?)

多くの図では近日点を出てからの水星の軌道は前回の軌道の内側(遠日点は上方、近日点は下方。水星は右へ)となっています。正しくは外側です。どれほどの人が気づいているのでしょう。正しく描けば分かりにくい図にはなるのですが。

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60中山 2023/04/08 15:05
水星の近日点の移動(59の補足)

ウェブの画像に見慣れない図が。二つの楕円の重ねられた図で軌道の内側、外側が四つの部分で逆に(多くの図では二つの部分)。これなら納得。
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59中山 2023/04/08 11:42
水星の近日点の移動(問いかけ)

多くの図解は正しく描かれているのでしょうか。水星の公転軌道の楕円は正しく描かれているのでしょうか。近日点を出た軌道は直前の軌道の外側に描かれるべきではないでしょうか。
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58中山 2023/04/06 12:51
水星の近日点の移動(再言)

球体としての水星のサイズはこの問題の核心でしょう。さきにも述べたことですが再確認させてください。

水星を二つの同じ球体に分割します。球体の二つの中心は一本の太陽の重力の作用線上にあります。太陽と二つの球体の中心との隔たりは49と51とします。太陽の重力の大きさはF=GM/r^2です。よって二つの球体に働く太陽の重力の大きさの分母は2401と2601です。
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57中山 2023/04/02 14:55
水星の近日点の移動(ラビリンス)

この問題は水星の楕円軌道が水星の公転運動の方向へわずかに回転している問題とできるでしょう。時計の針のように。回転の理由は水星が点ではなくて球体としてのサイズ(質量分布)を伴っている事実によるのでしょう。しかしその先はわたしにはラビリンスです。

そもそも回転の理由は近日点にあるのか遠日点にあるのか。いずれでもないのか。また理由が遠日点にあるとしてそれは遠心力の上乗せで?あるいは太陽の重力の効きの鈍りで?
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56中山 2023/03/27 09:06
水星の近日点の移動(問題提起)

このストーリーは近日点ではなくて遠日点から始められるべきとさきに述べました。そう、水星のサイズが遠心力を増加させて水星の公転軌道を公転方向へ回転させるのでしょう。また公転軌道のサイズを大きくさせ水星の運動量を増加させるでしょう。

月は地球から遠ざかっているとされます。年間数センチメートルのオーダーですが。少なからぬサイトがウェブにあります。多くのサイトではその理由は地球の自転が遅くなっているからと。地球と月とは角運動量がトータルで保存されねばならないからと。しかし地球と月とは現在もそのような関係にあるのでしょうか。この投稿前半で述べたことが月にあっても言えるのでは。
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55中山 2023/03/25 09:44
水星の近日点の移動(補足)

話は遠日点からでしょう。遠日点から始まり遠日点へ戻りそれが繰り返されるのでしょう。始まり遠心力の上乗せ、そのために軌道が本来の軌道の外側となること。そして長軸、短軸すなわち楕円軌道のごくわずかな回転がつづく。

重力は係るのか。球殻定理は正しいのか。この投稿では保留とさせてください。
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54中山 2023/03/24 14:47
水星の近日点の移動(補足)

3月14日の投稿への補足をさせてください。

公転運動に伴う水星の遠心力の実際の大きさは水星を点として計算された大きさを上回るでしょう。それが水星の楕円の軌道の長軸、短軸を回転させるのでしょう。

註) 水星と太陽とが近いことおよび水星のサイズ(質量の分布)も係っています。
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53中山 2023/03/21 11:51
球殻定理

3月12日の投稿を以下のように改めさせてください。

太陽、水星の描かれた A 図、B 図の二つの図があります。A 図では太陽とその中心から右に伸びる重力の作用線上にある水星が描かれています。両星の隔たりは 50 です。B 図では水星は左右二つの半球に分かれています。半球をひとつの球体としたときの中心と二つの半球の重心との隔たりはそれぞれ 1 とします。B 図では重力の大きさの式の分母は 49 と 51 の自乗、2401 と 2601 です。

A 図では重力の大きさは2500、B 図では2501です。球体のサイズは重力の大きさに係るようです。球殻定理は成立しないのでしょう。水星の近日点の移動は水星のサイズが主たる理由でしょう。

註) この投稿では太陽の重力だけが考察の対象です。
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52中山 2023/03/19 16:34
地球の近日点の移動

地球とその公転軌道の一部の円弧、地球を巡る月とその公転軌道が描かれています。太陽は右方にあり、地球の軌道の円弧は左へ膨らんでいます。地球は上から下へ、月は反時計回りに公転しています。太陽の重力のために月の公転運動は左方へ向かうときと右方へ向かうときとでは異なる力をうけるでしょう。これは地球の公転軌道に影響を及ぼし地球の近日点移動の理由の少なからぬ部分となるでしょう。

註) 水星から火星までの近日点の移動の値(秒/年)は5.75、2.04、11.45、16.28です。地球、火星の値が大きいのは衛星のためでしょう。
註) 球殻定理は見直されるべきでは。
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51中山 2023/03/14 13:18
水星の近日点の移動(再言)

水星の図があります。水星は円として描かれ、加えてその中心および中心を通る上下対称に伸びる円弧が描かれています。この円弧は図の右方の太陽の中心を中心とする円の一部です。従って円弧で分割された水星の大きさは左側 > 右側です。このことから公転による水星の遠心力の実際の大きさは水星を一点として計算される大きさを上回るでしょう。おそらくこれが水星の近日点の移動の理由でしょう。

註) 衛星を有する惑星では近日点の移動は大きいようです。これも遠心力の大きさによるのでしょう。
註) 近日点の移動には未解明のことがまだあるのでは。
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50中山 2023/03/12 13:23
球殻定理(承前)

A 図の球体の中心から重力の作用線上の定点までの距離を 50 とし、B 図の球体の中心と二つの半球の重心との距離を 1 とします。B 図で重力の大きさの式の分母は 49 と 51 の自乗、2401 と 2601 です。予想に反して球体のサイズは重力の大きさを減じるようです。

従って水星の近日点の移動は太陽、水星のサイズの重力への影響ではないでしょう。水星のサイズが遠心力を増大させるのでしょう。
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49中山 2023/03/11 16:35
球殻定理

重力源である均質な球体とその中心を通り水平に伸びる重力の作用線が描かれています。さほど隔たりのない作用線上の左方の定点で重力の大きさが計算されます。さて、重力源の球体を左右の半球とし、二つの半球に由来する重力が計算されます。重力の大きさには距離の自乗が係ります。よって二つの半球に由来する重力の合計は球殻定理による重力の大きさと異なるでしょう。

この考察は太陽の重力についてのものとしてください。
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48中山 2023/03/10 11:43
水星の近日点の移動(再言)

近日点の移動は水星自らの公転の方向であり、また移動の速度は一定です。時計の針のように。主たる理由は水星、太陽の二体問題でしょう。

水星に働く太陽の重力はどのように計算されるのでしょう。おそらくニュートンの球殻定理によって。しかし球殻定理は正しい? 誰か異論を唱えていないのでしょうか。

水星に働く太陽の重力には両者間の距離の自乗が係ります。他方、水星の公転運動による遠心力には両者間の距離が係ります。よって、水星、また太陽のサイズの如何も係りをもつでしょう。球殻定理に反して。

上記が正しいならば水星と太陽が近接しているために両者のサイズが重力の大きさを増大させ水星の公転運動を加速させるのでしょう。
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47中山 2023/02/05 14:13
自由落下(最終的に)

自由落下するのは均質な直方体の物体とします。この物体のすべての局所には慣性力が働きます。よってこの物体に局所慣性系はあり得ません。

慣性力と重力とは部分的に、ときにトータルで相殺されます。ただし相殺されるのは作用であって存在ではありません。
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46中山 2023/02/04 15:54
自由落下(最終的に)

自由落下するエレベーターキャビン全体に働く慣性力と重力の大きさは等しい。ニュートンの運動の第三法則が示すとおり。

エレベーターキャビンのすへての局所の質量が等しいと仮定する。すべての局所には同じ慣性力 mg が働く。例外はない。局所慣性系なるは存在しない。

エレベーターキャビンの局所の質量が多少等しくなくても同様。局所慣性系なるは存在しない。
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45中山 2023/02/03 11:26
局所慣性系(モノローグ)

平面上(摩擦なし)で物体が紐で引かれて等加速度直線運動をしています。物体の各質点に働く紐の張力に由来する力と慣性力とは等しい大きさです。この物体は慣性系とされてはいません。

しかし自由落下するエレベーターにあっては重力と慣性力の大きさが等しい局所は局所慣性系とされています。
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44中山 2023/01/26 12:58
慣性抵抗は見かけではない(再言)

作用反作用の法則の説明の少なからぬはふたつの物体から始まります。的はずれな説明です。この法則は力の作用点における法則であって、作用反作用は等しく力の向きは反対という法則です。

紐が物体を引っ張っています。紐のあらゆる点において紐の張力は同じです。すなわち作用と反作用との大きさは同じ、向きは反対です。このことは物体が紐の力によって等加速運動をしていても同じです。ふたつの力はともに真の力です。一方が見かけということはあり得ません。
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43中山 2023/01/24 14:37
慣性抵抗は見かけではない(再考)

式、F = ma と F = mg を見直してみましょう。
両辺を m で割れば a = F/m と g = F/m です。よって a = g でしょう。

このように重力として働く質量と慣性として働く質量は同じとされています。m として定量的にも。このことはニュートンの運動の第三法則も保証しています。
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42中山 2023/01/22 12:05
慣性力は見かでない(承前)

さきに(01/17) F = ma の式の両辺を m で割ってみました。これに代えて a で F = ma を割れば F/a = m です。この式も a が、また ma が見かけでないことを示しているでしょう。

また、 F = ma、 F = mg のふたつの式は重力質量、慣性質量の主張(「両者は全く別の事象」とウィキペディアに。また、二つの熟語の存在)と相容れないのでは。
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41中山 2023/01/17 10:24
慣性力は見かけでない(どこかおかしい?)

F = ma は周知の式です。この両辺を m で割れば F/m = a です。左辺の F は力(外力)、単位はニュートンです。F も m もレッキとした物理量、見かけではないでしょう。よって a も慣性力 ma も同様でしょう。以上ですが、どこかおかしいでしょうか。
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40中山 2023/01/15 09:52
慣性力は見かけではない

平面(摩擦なし)上に質量 3m の物体があります。左から紐で引かれ加速しています。紐の張力 F は 3ma です。さて、この物体の右にもうひとつの物体があり、ふたつの物体は紐で結ばれているとします。左の物体の質量を 2m とし右の物体の質量を m とします。紐を引く力 F は同じです。左の紐の張力は 3ma 、右の紐の張力は ma でしょう。
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39中山 2023/01/12 16:10
ニュートンの運動の第三法則

質量 m の物体が天井から紐で吊るされています。この物体を下方から紐で引っ張ります。この紐の張力は 2mg とします。よって上の紐の張力は 3mg です。すなわち上の紐における作用反作用はともに 3mg です。物体の質量は基本的に係わりをもちません。
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