匿名質問者
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SFでよく出てくる「慣性制御」について質問です。

1. 慣性制御とは何か?(物理的にどういうことなのか)
2. もし慣性制御ができると、どういうことが可能になるのか?
3. 慣性制御と重力制御の違いは?

回答の条件
  • 1人5回まで
  • 13歳以上
  • 登録:2013/09/14 16:16:32
  • 終了:2013/09/21 16:20:03

ベストアンサー

匿名回答2号 No.2

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2013/09/15 21:11:19

現在の科学の用語の正しい定義に添って説明しますね。
慣性力というのは、見た目の力にすぎないものです。いわば、「力の不在」の名前です。
運動量保存則にあるとおり、力を加えないと、ものの運動量(ベクトル量)は変化しません。
その軌道を曲げるには力の存在があるわけです。でも時間を無視すると、力と反対の方向の力がつりあっているようにみえます。その架空の力を仮定したものを慣性力と名付けたに過ぎません。 
ですから、例えば月の位置は「地球と月の引力が、月が外に飛び出そうとする慣性力とつりあった地点だから、一定なのだ」などと表現されてきました。
が、正しくは、働いている力は万有引力のみです。ハレーすい星の楕円軌道も、地球のほぼ丸い軌道も、万有引力で太陽のまわりにつなぎとめられているだけ。
慣性力は「もしも引力がなかったときおこるはずの等速直線運動を表現するためのマイナスの力?として表現される架空の力」です。
だから、慣性力は何かの反動のようなものでしかないです。ブレーキかけた電車の慣性力は、ブレーキがつかってる摩擦力の反動。上で書いた月のは万有引力の反動。
慣性力は影のようなものです。実在する力の、逆ベクトルなので、万有引力のような力も、摩擦力の力にも、静電気力にもw ありとあらゆる種類の力に対抗するために存在しているようにみえます。
 
慣性制御ということばがあるとすれば、その実態は「実際に働く力を操作する」ということになります。
電車のブレーキ力が急に5倍くらいになったり、万有引力が急に100倍くらいになったら。
慣性がなくなったかのように、電車は急停車し、月はまっすぐ地球に向かっておちてくるでしょう。
慣性が強くなった(ブレーキがこわれた、地球が消え失せた)ら、りょうほうまっすぐすすんでいくだけです。それ以上加速することはあり得ません。
ですから、慣性力を制御して「曲げた」とか、慣性力を制御して「加速した」はおかしいです。
そのキャラは万有引力にも、摩擦力にも、静電気力(クーロン力)にも、ありとあらゆる力に介入できていることになってしまいますし、加速までできるのなら無から有をつくっていることになります。
 
 
一方、重力制御は、万有引力だけにおよぼされる力という名前のようですから、重力係数をかえることで月が下に落ちてきたり、逆にぽーんと飛び出したりするんですかね。こちらのほうがリアルですが、
いずれにしても実現は不可能っぽいです。
 
======
どっちにしても今のフィクション(特にラノベ)は気軽に「ものを随意にうごかせる」能力のネーミングとして雰囲気でつかっているようです。
(重力制御も慣性制御も、気軽に物体に運動量をあたえたりへらしたりできるという感じにつかわれているらしい)
多少辟易します。

匿名質問者

うーん、なるほど……。
慣性制御は慣性中和とも呼ばれます。自分は「慣性質量を(謎の技術で)中和してそれを減少、またはゼロにする」ことなのかと思っていました。慣性力を制御するという1号氏の見方に対しては「ふむふむ、質量じゃなくてそっちを操作するのか」と単純に思いましたが、いや慣性は見かけの力だから、本来の力を考えるとそれはおかしいという2号氏の説明は目からウロコでした。
たしかに慣性力は見かけの力ですから、実際にはたらく力を物理的に考えるとそういう結論になるのは納得いきます。言われてみればその通りですが、こういう説明には初めて遭遇しました。ありがとうございます。

2013/09/21 00:13:07
匿名回答2号

どういたしまして、つたないながらベストアンサーをいただけて光栄です。

2013/09/25 15:42:34

その他の回答(1件)

匿名回答1号 No.1

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2013/09/14 18:06:50

1. 慣性-外部から力を加えられない限り同じ運動を繰り返し続けようとする性質

『車は急に止まれない』

ブレーキによる制動力よりも慣性によって同じスピードで動き続けようとする力のほうが大きいため急には止まれません
乗っている人にも慣性があるため急ブレーキを踏まれると前に投げ出されそうになります
慣性よりも強い制動力を生み出すブレーキを装着して急に止まれるようにすると乗っている人が勢いよく前に飛んでしまいます
シートベルトでガッチリ固定すると飛ばなくなりますが肉体が耐えられず危険なため強力すぎるブレーキをつけることもできません
慣性が存在するために『車は急に止められない』のが本当のところなのです


2. 慣性制御-同じ運動を続けようとする性質を制して御する

慣性を制す(抑え込む)ことができ、自由に御せる(操れる)としたら車はどうなるでしょう?
止まり続けようとする力そのものを抑え込んでなくすことができたら?-エンジンは不要になります
動き続けようとする力そのものをなくすことができたら?-ブレーキが不要になります
乗っている人の慣性も制御できたら?車が急発進してもシートに押し付けられることはなくなりますし車が急に止まっても前に投げ出されたりしなくなります

車でなくてロケットならどうでしょう?ものすごいスピードで飛んでいくロケットはものすごい力でシートに押し付けられますが慣性制御ができれば押し付けられなくなります

慣性制御はエンジンにもブレーキにもなり乗っている人も快適になるという夢のような技術の話なのです


3. 重力制御-物体を引き付けようとする力を制して御する

地球は重力を持っていますし人や物も微弱ながら重力を持っています
重力があるために人や物体は地球に引き寄せられます

重力の強弱を制御できるようになると重い物も軽々と動かせるようになったり軽い物を重くして動かせなくしたりできます
床の重力を弱くして天井の重力を強くすれば天井を歩けることにもなります
宇宙空間で重力を発生させることができればフワフワ漂うことなく床の上を歩くことができるようになります


以上、重力は力、慣性は性質という異なる話題ですが科学の世界ではどちらも欠かせない重要なファクターとなっていますので、このような下手な説明でも興味を持たれましたら色々学んでいただきたいと思います

匿名回答2号 No.2

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2013/09/15 21:11:19ここでベストアンサー

現在の科学の用語の正しい定義に添って説明しますね。
慣性力というのは、見た目の力にすぎないものです。いわば、「力の不在」の名前です。
運動量保存則にあるとおり、力を加えないと、ものの運動量(ベクトル量)は変化しません。
その軌道を曲げるには力の存在があるわけです。でも時間を無視すると、力と反対の方向の力がつりあっているようにみえます。その架空の力を仮定したものを慣性力と名付けたに過ぎません。 
ですから、例えば月の位置は「地球と月の引力が、月が外に飛び出そうとする慣性力とつりあった地点だから、一定なのだ」などと表現されてきました。
が、正しくは、働いている力は万有引力のみです。ハレーすい星の楕円軌道も、地球のほぼ丸い軌道も、万有引力で太陽のまわりにつなぎとめられているだけ。
慣性力は「もしも引力がなかったときおこるはずの等速直線運動を表現するためのマイナスの力?として表現される架空の力」です。
だから、慣性力は何かの反動のようなものでしかないです。ブレーキかけた電車の慣性力は、ブレーキがつかってる摩擦力の反動。上で書いた月のは万有引力の反動。
慣性力は影のようなものです。実在する力の、逆ベクトルなので、万有引力のような力も、摩擦力の力にも、静電気力にもw ありとあらゆる種類の力に対抗するために存在しているようにみえます。
 
慣性制御ということばがあるとすれば、その実態は「実際に働く力を操作する」ということになります。
電車のブレーキ力が急に5倍くらいになったり、万有引力が急に100倍くらいになったら。
慣性がなくなったかのように、電車は急停車し、月はまっすぐ地球に向かっておちてくるでしょう。
慣性が強くなった(ブレーキがこわれた、地球が消え失せた)ら、りょうほうまっすぐすすんでいくだけです。それ以上加速することはあり得ません。
ですから、慣性力を制御して「曲げた」とか、慣性力を制御して「加速した」はおかしいです。
そのキャラは万有引力にも、摩擦力にも、静電気力(クーロン力)にも、ありとあらゆる力に介入できていることになってしまいますし、加速までできるのなら無から有をつくっていることになります。
 
 
一方、重力制御は、万有引力だけにおよぼされる力という名前のようですから、重力係数をかえることで月が下に落ちてきたり、逆にぽーんと飛び出したりするんですかね。こちらのほうがリアルですが、
いずれにしても実現は不可能っぽいです。
 
======
どっちにしても今のフィクション(特にラノベ)は気軽に「ものを随意にうごかせる」能力のネーミングとして雰囲気でつかっているようです。
(重力制御も慣性制御も、気軽に物体に運動量をあたえたりへらしたりできるという感じにつかわれているらしい)
多少辟易します。

匿名質問者

うーん、なるほど……。
慣性制御は慣性中和とも呼ばれます。自分は「慣性質量を(謎の技術で)中和してそれを減少、またはゼロにする」ことなのかと思っていました。慣性力を制御するという1号氏の見方に対しては「ふむふむ、質量じゃなくてそっちを操作するのか」と単純に思いましたが、いや慣性は見かけの力だから、本来の力を考えるとそれはおかしいという2号氏の説明は目からウロコでした。
たしかに慣性力は見かけの力ですから、実際にはたらく力を物理的に考えるとそういう結論になるのは納得いきます。言われてみればその通りですが、こういう説明には初めて遭遇しました。ありがとうございます。

2013/09/21 00:13:07
匿名回答2号

どういたしまして、つたないながらベストアンサーをいただけて光栄です。

2013/09/25 15:42:34
  • 匿名回答3号
    匿名回答3号 2015/04/29 11:26:19
    1.慣性力とは一定方向に動き続けようとする力ですので、
    端的に言うと運動エネルギーです。
    これを制御するということは、ある物体を構成するすべての運動エネルギーを均しい割合で制御する、ということと同じです。
    つまり、ある物体のどの原子、どの分子にも力を集中させずに物体の運動エネルギーを変化させることです。
    これが可能なのは、今知られている4つの力のうちでいうと、重力しかありません。

    もうひとつ、別の取り方として、慣性質量を変化させる、という意味にも取れます。
    そうすると、運動エネルギーのベクトルはおいておいて、大きさのみ変化させることができます。
    もちろん、既存の宇宙でそんなことが可能な力はありません。(真空の構造が変わればもしかしたら。・・・重力の空間を曲げる力にそんな効果が・・??・まあ、それはおいておいて)

    2.慣性制御が可能になると
    力の集中点なしに物体に運動エネルギーを与えることができるようになります。

    3.重力制御との関係は
    慣性制御を実現できる可能性のある唯一の方法が重力制御(好きな方向に重力場を発生させること)です。

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