慣性

慣性：運動を維持する性質

物体が静止している状態、あるいは運動している状態を維持しようとする性質を、物理学では慣性と呼びます。これは、外部から力が加わらない限り、物体の運動状態は変化しないという法則に基づいています。日常生活でも、バスが急ブレーキをかけると体が前につんのめる現象や、ブレーキをかけずに停止しようとすると体が後方に傾く現象などは、慣性の影響を体感したものです。

慣性の法則と慣性系

慣性の概念は、ニュートンの運動の第1法則（慣性の法則）として知られています。この法則は、ある基準系（観測者）に対して、物体に力が働かなければ、静止している物体は静止し続け、運動している物体は等速直線運動を続けると述べています。この基準系を慣性系と呼びます。

慣性系では、ニュートンの[[運動方程式]]がそのまま適用できます。しかし、観測者が慣性系に対して加[[速度]]運動（例えば、回転や加速）をしている場合、その系は非慣性系となり、ニュートンの[[運動方程式]]を直接適用することはできません。

非慣性系と見かけの力（慣性力）

非慣性系においては、慣性系から見ると存在しない力が働くように見えます。これを慣性力または見かけの力と呼びます。例えば、回転木馬に乗っている人が感じる遠心力は、慣性力の一種です。実際には、外から力が加わっていないにも関わらず、回転運動によって生じる見かけの力として作用しています。

非慣性系における運動を記述するには、慣性力という見かけの力を考慮した修正された運動方程式を用いる必要があります。この修正は、慣性系における運動方程式から、座標変換によって行われます。

質量と慣性

慣性の大きさは、物体の質量に比例します。質量の大きい物体ほど、速度の変化に抵抗し、運動状態を維持しようとする傾向が強くなります。これは、ニュートンの[[運動方程式]]

$a = F/m$

から理解できます。ここで、aは加[[速度]]、Fは力、mは質量です。質量mが大きいほど、同じ力Fを加えても加[[速度]]aは小さくなるため、速度の変化が緩やかになります。

回転運動と慣性モーメント

物体の回転運動についても、慣性の概念は重要な役割を果たします。回転運動における慣性の大きさを表す量を慣性モーメントといいます。慣性モーメントは、物体の質量分布と回転軸の位置によって決まり、慣性モーメントが大きいほど、回転速度の変化に抵抗する傾向が強くなります。

慣性と類似した現象

慣性と同様に、ある定常状態を維持しようとする性質は、様々な物理現象に見られます。例えば、

ルシャトリエの原理（化学平衡）
レンツの法則（電磁誘導）
ファラデーの電磁誘導の法則
インダクタンス
* 南部・ゴールドストーンの定理（素粒子物理学）

など、様々な分野で同様の原理が働いていることがわかります。

まとめ

慣性は、物体が運動状態を維持しようとする性質であり、ニュートンの運動の第1法則（慣性の法則）に端を発します。質量や回転運動における慣性モーメントといった概念と密接に関連しており、非慣性系における見かけの力（慣性力）といった現象も生じさせます。この慣性の概念は、古典力学のみならず、様々な物理現象を理解する上で重要な要素となっています。

もう一度検索