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慣性の原理とは?

かんせいのげんり

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慣性の原理とは、外から力が働かない限り、物体は静止または等速直線運動を続けるというニュートン力学の第一法則です。

慣性の原理(law of inertia)とは、ガリレオ・ガリレイ実験的に発見し、アイザック・ニュートンが運動の第一法則として定式化した力学の根本原理です。「外部から力が加わらない限り、静止している物体は静止し続け、動いている物体は同じ速さ・同じ方向に運動し続ける」というものです。

日常生活では摩擦や空気抵抗が常に存在するため、この原理が直感に反すると感じる人も多いです。しかし宇宙空間のように抵抗がない環境では、一度動き出した物体は永遠に等速直線運動を続けます。

慣性の原理が重要な理由は以下のとおりです。

  • 力の定義の基礎:物体の運動状態を変えるものが「力」であるという概念を支える
  • 慣性系の定義:慣性の原理が成り立つ基準座標系を「慣性系」と呼び、物理法則を記述する基準となる
  • 特殊相対性理論の土台:アインシュタインも慣性系の概念を拡張して相対性理論を構築した

電車が急停止したときに乗客が前方に倒れる、車が急発進したときに体が後ろに引っ張られる感覚など、「慣性力」として日常的に体験しています。慣性の原理は古典力学の出発点であり、現代物理学においても不可欠な基礎概念です。

使い方・例文

宇宙空間で放たれた探査機は、エンジンを止めても減速せずに直進し続けます。また、テーブルクロスを素早く引くとコップがほとんど動かないマジックも、コップが慣性によって元の位置に留まろうとするためです。

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