Question

ゆうた

赤道での重力について質問です。
(2)なぜ万有引力+重力=遠心力にならないのですか？解説にある重力は物体と地球の間の万有引力と地球の時点による遠心力との合力が答えだと思うのですがなぜ合力で考えるのですか？

163. 重力の大きさ@ 地球の質量を 7, 半径を丸自転の角速度
の, 万有引力定数をCとして, 質量好の物体にはたらく重力を, 地球
自転を考慮して求める。

(1) 北極での重力を求めよ。    (⑫) 赤道での重力を求めよ。       と1

第0万有有8け) 89

1
) 重力は,  物体と地球の間の万有引力と地球の自転による遠心力との合力でめる。加心力は紛度によ
} って異なり, 赤道上(綿度 9=0)で最も大きく, 北栖・南極(繝度 9ニ90')では 0 となる。

ら

) 北極は 地球の自転軸上なので遠心力は
0 である。「重カニ万有引力」より

  
  

        

(2) 赤道上は, 地球の自転によって半径の
等速円運動をしてでいるので「重カー万有

引カー遠心力」より

Answer 1

コギト

どこの系を考えているかがポイントです。
遠心力がでてくるのは加速度系においてのみ、つまり、ここでは地球上の人間に系をおいています。

コギト

そのあとそれぞれの力を矢印で書き示せば自ずと分かると思います

ゆうた

少し質問させてください。
どこの系という表現を初めて聞いたので少しわかりません。これは観測する位置のことを指しますか？

コギト

だいたい合ってますが、注目している部分といった方がいいかもしれないです。
例えば実際は人は地球の上にいるので地球の自転に合わせてすごい速度で動いています。もっと言えば地球は太陽の周りを公転してるので人間はさらにすごい速さで動いています。
でも実際問題ではそんなことは考えない(注目しない)ですよね。

コギト

というか、最初の回答は元の質問の答えとなってなかったですね。
重力とは人がいる部分を静止系として考えた時の地球の中心に向かう力です。
万有引力は実際に地球が人を引く力です。それは重力と同じじゃないか？とおもいますが、
地球は回転運動しているので人は加速度系にいると考えるべきです。そうすると重力の正体を遠心力の概念を使ってちゃんと考えなければならないわけです。

ゆうた

よく分かりました！
ありがとうございます！