基準座標系の変化によって経験する架空の力のために、私たちはバランスを失います.
現代の世界では、私たちの生活は非常に速く動くことが多く、物事をできるだけ早く終わらせようとします。たとえば、町のはずれに行くには、地下鉄やバスを利用することがあります。
できるだけ時間を節約するために、ドアが開いたらすぐに電車やバスを降りる傾向があります。ほとんどの場合、ドアが開いたとき、電車やバスはまだ非常に遅い速度で動いていますが、ドアが完全に止まるのを待つことはありません。まだ走っていても、できるだけ早く降ります。
信じられないかもしれませんが、この背後には非常に興味深い科学があります!
実際、非常に興味深いので、ほとんど…架空のようです。 .
慣性とは?
すべては、私たちの古くからの友人である 慣性 から始まります .
慣性は、あらゆるオブジェクトの怠惰に他なりません。それは無意味またはばかげているように聞こえるかもしれませんが、そうではありません。技術的には、慣性は、その動きの変化に対抗するオブジェクトの特性です .
慣性は、ある意味では、オブジェクトの「怠惰」と考えることができます。 (写真提供:Regina Erofeeva/Shutterstock)
オブジェクトは、押されて動き出すと、何かが動いて止めない限り、無限に動き続けます。
しかし、何かを押すと、やがて自然に止まるということを私たちは日常生活の中で見てきました。それで…何がうまくいかないのですか？何もない！私たちの身の回りのモノは、摩擦や空気抵抗によって止まっています。物体を真空中で押すと、物体は永遠にその方向に動き続けます。
慣性は、運動の変化に抵抗する物体の特性です。 (写真提供:Designua/Shutterstock)
惰性の詳細については、YouTube でこの「The Science Asylum」ビデオをご覧ください。
フレーム オブ リファレンスとは
座標系は、物理学において非常に重要な概念です。基準の枠組みがなければ、物理現象を研究することはできません。
では、参照フレームとは正確には何ですか？このように考えることができます… あなたは家の中にいて、外で遊んでいる友達をチェックするよう誰かに頼まれました。したがって、あなたは窓に行き、外を見ます。どのくらい離れているか、どのくらいの速さで走っているかを尋ねられたとき、あなたはそのウィンドウの基準に従って答えます。
参照フレームは、私たちの周りの物理的プロセスを観察するための窓のようなものです。 (写真提供:Jan Faukner/Shutterstock)
物理学では、このウィンドウは座標を与えるスケールで構成されています。
物理プロセスを理解するには、1 つの点 (原点と呼ばれる) から見る必要があり、システムの動きを測定できる定規 (座標軸と呼ばれる) のセットが必要です。
これらの座標と原点は基準フレームを表します。
参照フレームには 2 つのタイプがあります –
i) 慣性座標系
ii) 非慣性座標系。
参照枠は静止している必要はありません。それも同様に動くことができます。したがって、一定の速度で移動する座標系は慣性座標系であり、一定の速度で移動する座標系は非慣性座標系と呼ばれます。
人生で何かを観察するとき、私たちは基準の枠組みとして行動します。物事を測定するために実際のスケールは必要ありませんが、観察者として行動することで基準のフレームが得られます。私たちが経験することはすべて私たちの基準枠に基づいていますが、他の人は同じ出来事を別の基準枠で経験しているかもしれません。 /P>
私たちはオブザーバーとして、基準の枠組みとして行動します。 (写真提供:savitskaya iryna/Shutterstock)
ただし、心に留めておく必要があるのは、歩く、見る、座る、走る、またはジャンプするときはいつでも、私たちは常に基準の枠組みとして行動しているということです.
電車に乗っているときでさえ、私たちは動いている電車の基準枠にいます。動いている電車の中でバランスを崩すのは、この基準枠です。どのように？掘り下げてみましょう。
架空の勢力
前述したように、物体は外力が加えられた場合にのみ動きます。車に座っているときに誰かが急ブレーキを踏むと、私たちは前にぐいと動きます。同様に、走っている電車から降りるとき、足がプラットホームに着地するときに後ろに引っ張られます.
急ブレーキをかけると、車の中で急に前に出ます。 (写真提供:yamasan0708/Shutterstock)
私たちに直接力がかかっていなくても、私たちの動きは変化しています。転がるボールは、ボールに力を加えているのでボールの前に手を置いて止めることができますが、上記のどちらの場合も、何かによって力が加えられることはありません。
では、何が私たちのバランスを崩すのでしょうか? 架空の力 .
基準座標系を変更するときはいつでも（電車の場合、電車の移動基準座標系にいますが、プラットフォームの静止座標系に降ります）、または基準座標系が変更されているときはいつでも。非慣性 (ブレーキングカーの場合、減速により非慣性フレームになります)、架空の力が私たちに作用します。
列車のプラットホームは、列車の移動座標系とは対照的に、静止座標系として機能します。 (写真提供:Anna Fevraleva/Shutterstock)
移動中の列車から降りる際にバランスを崩すのは、基準フレームの変化によるこの架空の力です。
結論
参照フレームの変更が架空の力を私たちに作用させることを学びました。動いている列車から降りるとバランスを崩すのは、この架空の力です。なぜなら、私たちは列車の速度で動いているものからプラットホーム上に静止している別のものに参照フレームを変更するからです.
