「重力は外力である」という問題についての解説

高校物理の問題でよく出題される「重力は外力である」という正誤問題について、考える物体系によって変わるのではないか、という疑問があります。この問題を理解するために、まず外力の定義や重力の性質について詳しく解説していきます。

外力とは何か？

物理学において、外力とは「考えている物体系の外から加わる力」を指します。つまり、力が物体系の外部から働きかける場合、それは外力に分類されます。例えば、地球が物体に加える重力や、磁場が物体に及ぼす力は外力に該当します。

重力が外力になる場合とならない場合

重力が外力であるかどうかは、どの物体系を考えるかによって異なります。もし、地球を物体系として考える場合、その重力は内部の力（引力）として捉えることができます。しかし、地球の外にある物体に対しては、地球の引力は外部からの力として作用します。このように、物体系の選び方によって、重力が外力になるかどうかが変わるのです。

重力の保存力としての性質

物理学における「保存力」とは、物体が力を受けても、その力によるエネルギーの総和が保存される力です。重力は保存力としての性質を持っており、物体が重力の影響下で移動しても、その位置エネルギーと運動エネルギーの合計は変化しません。このため、重力は保存力であると言えます。

問題の正解は？

質問にある「重力は外力である」という問題に関して、一般的に「重力は保存力である」という選択肢が正解となります。物体系によっては重力が外力として働くこともありますが、物理的な観点からは、重力は保存力として扱われることが一般的です。

まとめ

「重力は外力である」という問題に関しては、物体系の選び方が重要です。重力が外力として扱われる場合もありますが、一般的には重力は保存力として考えられることが多いです。この問題を解く際には、物体系の設定と重力の性質をしっかり理解しておくことが重要です。