It's February already.

もう2月なんですね。

I'm back from my hiatus.

休止から戻ってきました。

I was so burned out doing all those SAT problems. But now

私はSATの問題をやっていて 燃え尽きていましたでも今は

I'm ready and I will start doing some physics.

私は準備ができたので、物理を始めようと思います。

So we had done a bunch of projectile motion, what

それで、私たちは投射モーションの束をやっていました。

happens you throw something in the air or

投げても投げても

drop it from a cliff.

崖から落とす

But now I want to introduce you to is how do you actually

しかし今、私が紹介したいのは、実際にはどのようにして

affect the acceleration of an object?

物体の加速度に影響を与えますか？

And to do that I'm going to introduce you to Newton's

そのために、ニュートンの

three laws.

三法

To some degree what we were doing before was derivative of

以前にやっていたことは、ある程度までは

what I'm going to do now.

今から何をしようとしているのか。

But this is kind of the backbone of classical physics.

しかし、これは古典物理学のバックボーンのようなものです。

So Newton's three laws.

ニュートンの3つの法則ですね。

And you've probably heard of these before.

そして、これは聞いたことがあると思います。

Newtow's three laws.

ニュータウの3つの法則。

Sometimes they're called Newton's Laws of Motion.

ニュートンの運動の法則と呼ばれることもあります。

I've actually looked this up on the web just to make sure

I've actually looked this up on web just to make sure

and see if there's any correct way of writing it, but every

を見て、正しい書き方があるかどうかを確認しますが、すべての

website seems to have a different

のサイトは違うようです

paraphrase of the laws.

法律の言い換え。

But hopefully, I can give you an intuitive sense

しかし、うまくいけば、直感的な感覚を与えることができます。

of what they are.

彼らが何者であるかを

So the first law is an object at rest. An object at rest

だから、第一法則は、静止している物体です。静止している物体

tends to stay at rest. And an object in motion

安静にしている傾向があります。運動している物体は

tends to stay in motion.

動かない傾向があります。

This is what I learned when I was a kid and now when I look

これは子供の頃に習ったことで、今見ると

at Wikipedia and things, there are some paraphrases.

ウィキペディアとかでは言い換えがあるけど

And we'll go over those paraphrases because I think

そして、それらの言い換えを調べてみましょう。

they're instructive.

勉強になります。

Stay in motion.

動き続ける。

And you might say, Sal, this is obvious.

君は言うかもしれないが、サル、これは明白だ。

Why does Newton get so much credit

なぜニュートンはそんなに信用されているのか

for stating the obvious?

当たり前のことを言ったから？

Obviously, if I look at my sofa for example, it is an

明らかに、例えば私のソファを見ると、それは

object at rest and if I keep staring at it, it tends to

じっと見ていると

stay at rest. Likewise, when I look at a car crossing an

安静にしている。同じように、車が横断しているところを見ると

intersection-- that's not a red light, that's crossing an

交差点...それは赤信号ではなく、横断歩道を渡っているだけです。

intersection, it's an object in motion.

交差点、それは動いている物体です。

And then, I don't know-- 10 seconds later, it's still

そして、10秒後には、まだ

staying in motion and of course, it will stay in motion

動かずにはいられない

unless you press the brakes or whatever.

ブレーキを踏んだりしない限り

So you might say, well Sal, this is the most

君は言うかもしれないが、サル、これが最も重要なことだ

obvious thing ever.

決まっている

This doesn't even need to be written down.

これは書き留める必要すらない。

But let's say you were Newton and you came to me-- it was in

でも、あなたがニュートンで、私のところに来たとしましょう。

the 17th century.

17世紀

And you said, Sal, I have these new laws.

君は言った、サル、私はこの新しい法律を持っていると

And the first is an object at rest tends to stay at rest,

そして、1つ目は、静止している物体は静止したままになる傾向があるということです。

and an object in motion tends to stay in motion.

と、動いているものは動き続ける傾向があります。

And I would say Newton, I can already disprove your law.

ニュートンと言いたいところですが、あなたの法則はすでに反証できます。

Let's say I have an apple and I'm holding it up at let's say

私はリンゴを持っていて、それを持っているとしましょう。

my-- I'm holding it up with my arm, so it's roughly my

私の...腕で支えているので、だいたい私の腕です。

shoulder level.

肩のレベル。

So I'm holding an apple.

だから私はリンゴを持っています。

This is an apple.

これはリンゴです。

Looks like a heart, but it's an apple.

ハートのように見えますが、リンゴです。

So I'm holding it with my hand, I'm drawing my hand.

だから、手で持って、手を描いています。

I don't know if that makes sense to you, but I'm holding

あなたにとって意味があるかどうかはわかりませんが、私は、私が持っている

it with my hand.

私の手で

And what happens when I let go of that apple?

そのリンゴを手放したらどうなるの？

So while I'm holding it with my hand it's an object at

だから、私が手で持っている間、それは私の手の中にあるオブジェクトです。

rest, right?

休むんだろ？

But then when I let go, what happens?

でも、手放したらどうなるの？

It falls.

落ちます。

Falls to the ground.

地面に落ちる。

So I'll say, Newton, I just disproved your first law.

だから、ニュートン、私はあなたの第一法則を反証したと言いましょう。

Because this was an object at rest. And I did nothing to it.

これは静止している物体だったからだ私は何もしていない

I just let go.

私はただ手放しただけです。

I didn't apply, I didn't push it, I didn't pull it.

申し込みもしてないし、押してもいないし、引いてもいない。

I didn't throw it.

投げてはいません。

I didn't do anything.

私は何もしていません。

And when I let go it just fell to the ground.

放すと地面に落ちてきた。

It started moving without me doing anything, even though it

私が何もしなくても動き出したのに、それが

was an object at rest.

は静止している物体でした。

And then Newton will say, oh, well that's because there's a

ニュートンは言うでしょう。

thing called gravity.

重力と呼ばれるもの

And it's the force of gravity.

そして、それは重力の力です。

And I would say, Newton, you need to start to learn to not

そして、私が言いたいのは、ニュートン、あなたは

make up things.

物を作り上げる。

Just because you're law doesn't make sense, you don't

あなたの法律が意味をなさないからといって

need to make up artificial forces in the universe.

宇宙の人工的な力を構成する必要があります。

But anyway, he would end up being right.

しかし、いずれにしても、結局は彼が正しかったことになってしまう。

And the way to think about this, if I did this exact same

これを考えてみると、全く同じことをしても

experiment while I was in space and let's just say-- I

私が宇宙にいる間に実験をしていた時のことです。

was going to say orbit because it would look like that, but

に見えるから軌道と言おうと思っていたが

even orbit is kind of a-- you're still kind of falling

軌道に乗っていても...

towards the earth, it's just you're moving-- well, I won't

地球に向かって、それはあなたが動いているだけです...まあ、私はしません

go into that.

その中に入る。

I'll go into orbit at another time.

また別の機会に軌道に乗ります。

But let's say we were just in deep space and me and the

しかし、私たちが深宇宙にいたとしましょう。

apple were just floating around in space.

りんごは宇宙空間に浮かんでいた

Maybe we're stationary.

もしかしたら静止しているのかもしれません。

It's hard to say.

難しいですね。

We're floating with respect to what?

何を基準にして浮いているのか？

And then, if we're in space and I let go of this apple,

そして、もし宇宙にいて、このリンゴを手放したら。

what happens to the apple?

りんごはどうなるの？

Nothing.

何もない

It's not going to fall anywhere.

どこにも落ちてこない。

It's not going to move.

動かないよ。

And so whenever you think about Newton's laws-- and

ニュートンの法則について考えるときはいつでも...

that's why this is so amazing.

だからこそ、これはすごいことなのです。

He didn't know about space.

彼は宇宙のことを知りませんでした。

He's living in this planet that everything tends to fall

彼は、すべてのものが落ちる傾向があるこの惑星に住んでいます。

and things start moving for no reason because of whatever,

と、何の理由もなく物事が動き出す。

gravity, and the wind and whatever else.

重力も風も何もかも

And he actually theorized that there could be a place where

そして、彼は実際にそこには

there's no forces acting on objects where if I were to let

物体に作用する力はありません。

go of this apple, it would just stay where it is.

この林檎を手放せば、そこに留まるだろう。

And similarly, the object in motion

そして、同様に、動いている物体

tends to stay in motion.

動かない傾向があります。

And there again I would've told Newton, well, that

ニュートンに言っただろうが、それは

doesn't make sense.

は意味がありません。

If I were to-- I don't know.

私がやるとしたら...

If I were to push a-- well, I don't know if they had bowling

もし私が押すとしたら...まあ、ボウリングがあったかどうかは知らないけど

balls back then.

当時のボール

But if I were to roll a bowling ball down a-- well

しかし、もし私がボーリングのボールを転がして...

let's say up a hill-- At some point that bowling ball's

丘の上に行くとすると... ある時点でそのボーリングのボールは

going to slow down.

スピードを落とす

If I rolled it up a hill, at some point it's just

坂道で転がしても、ある時点でそれはただの

going to slow down.

スピードを落とす

And maybe if I got it right it would just stop at the top if

そして、もしかしたら、私が正しく理解していれば、それはトップで止まっていたかもしれません

I did it perfectly.

完璧にやってしまいました。

And I could say, look, this was an object in motion.

そして、これは動いている物体だと言うことができた。

At some point it stops or it actually turns back around.

ある時点で止まってしまったり、実際に引き返してしまったり。

Or even if I were to roll it this way, at some point it's

あるいは、このように転がしていたとしても、ある時点でそれは

just going to stop.

もうやめようとしている

Right The bowling ball's going to stop.

右 ボーリングのボールが止まる。

If I were to push something as hard as I could, maybe it

何かを思いっきり突き詰めるとしたら、もしかしたら

travels for a couple of feet, but then it's going to stop.

2,3フィートの距離を移動しますが、それが止まることになります。

And he'll say, oh, well you know, there's these forces

そして、彼は言うだろう、ああ、あのね、こういう力があるんだよ、と。

that you're not realizing there's a force.

あなたは力があることに気付いていません

There's the wind resistance in the bowling ball example.

ボウリングボールの例では風の抵抗があります。

There's the force of friction in the example where I just

摩擦の力があるのです。

pushed something.

何かを押した。

And I would've said, well Newton, you're just making up

私は言っただろう、ニュートン、君は作り話をしているだけだと。

these forces again.

これらの力を再び

And this is why this is so not intuitive.

そして、これが直感的ではない理由です。

Because he had to essentially realize that there were all of

というのも、彼は本質的にすべてのものが

these forces acting on something when to someone at

掛かっている

that time, you wouldn't have realized that and you wouldn't

その時は、あなたはそれに気づかなかっただろうし、あなたはそれに気づかなかっただろう。

have been able to even conceive that there's a place

あることを考えられない

called space, for example, where these

空間と呼ばれる、例えば、これらの

things wouldn't happen.

起こることはないだろう。

If I push something in space, it will keep going.

宇宙空間で何かを押しても、それはずっと続いていく。

It would be an object in motion and it will keep that

それは動きのある物体であり、それを維持することになります。

velocity until some other force acts on it.

他の力が作用するまでの間は、速度が低下します。

So it wasn't that intuitive.

だから直感的ではなかったんです。

And so a more modern way to write this is to say that

ということで、もっと現代的な書き方をすると

there is a frame of reference, there exists a frame of

参照の枠がある、枠がある

reference-- and I'll explain what a frame of reference is.

参照...参照のフレームとは何かを説明します。

But there exists a frame of reference where this is true.

しかし、これが真実であるとする参照のフレームが存在します。

That could be the new way of saying Newton's

それがニュートンの新しい言い方かもしれません。

first law of motion.

運動の第一法則

So what's a frame of reference?

で、何の枠なんだ？

So everything in physics-- if I'm moving,

物理学の全てが...もし私が動いていたら

moving relative to what?

相対移動

Moving relative to the observer?

観察者との相対移動？

Moving relative to the earth?

地球との相対移動？

You don't know.

あなたは知らない。

So a frame of reference is what is the observer doing?

つまり、参照のフレームは、観察者が何をしているのか？

So example: when I'm in space and I let go of the apple, me

だから例：私は宇宙にいると私はリンゴを手放すとき、私は

and the apple are kind of in this-- I am observing the

観察しています。

apple from what I call an inertial frame of reference.

慣性フレームと呼ばれるものからリンゴ

So this is a frame of reference actually where

だから、これは実際には参照のフレームです。

Newton's laws hold.

ニュートンの法則が成り立っている。

If I take the apple on earth and I let go and it drops, the

地上のリンゴを手に取って、手放して落としてしまうと

reason why this first law didn't hold is because I'm not

この第一法則が成立しなかった理由は、私が

really in an inertial frame of reference.

本当に慣性的な参照フレームの中で。

Because me and the apple are both constantly being pulled

私も林檎も常に引っ張られ続けているからです。

on by this force called gravity.

重力と呼ばれるこの力によって

So although it looks like nothing's going on, me and the

だから、何もないように見えますが、私と

apple are in the same-- nothing's really acting on us.

りんごも同じである--何も私たちのために行動していません。

There is.

あります。

There's this force of acceleration.

加速する力があります。

Similarly, if I'm in a car and that car is

同様に、もし私が車に乗っていて、その車が

accelerating, right?

加速してますよね？

So let's say the car-- looks more like a pickup truck, so

車は...ピックアップトラックに似ているとしましょう

I'll go with the pickup truck.

ピックアップトラックで行くよ

Let's say you have a pair of dice hanging from your rear

例えば、あなたの後ろにサイコロがぶら下がっているとしましょう。

view mirror.

ビューミラー。

This is the dice right here.

ここにサイコロがある

What happens when the car accelerates?

車が加速するとどうなるのか？

Well the dice move back, right?

サイコロが戻ってきたんだよね？

And so when you're sitting in the truck itself, it looks

そして、トラックに座っているときには、それは

like the dice are just moving back.

サイコロが後ろに移動しているような

No one's really doing anything to it.

誰も本当に何もしていない。

Let's say the car had no windows and you would just all

車には窓がなくて、あなたはすべての

of a sudden mysteriously feel-- well, you'd feel a

突然不思議な感じがします。

little squeezing on your chest too, but you would also just

あなたの胸の上にも少ししぼんでいますが、あなたもまた

see these dice move back.

サイコロが戻るのを見て

And you'd say, hey.

とか言ってたよね。

Newton's first law doesn't hold.

ニュートンの第一法則は保持されません。

And what I would say is well that's because you're in a

そして、私が言いたいのは、それはあなたが

non-inertial frame of reference.

非慣性参照フレーム。

To someone outside of the truck, they would see, oh

トラックの外にいる人には分かるだろうが

well, the truck is moving, the truck is actually accelerating

トラックは動いているが 実際には加速している

and that's why the dice move back.

だからサイコロが後ろに移動するんだよ。

So in I guess you could say the horizontal dimension, and

だから、水平方向の次元で言うと

I'm probably just confusing you, but I want to give you a

混乱させているだけかもしれませんが、私はあなたに

really intuitive feel about why this isn't so intuitive.

なぜこれがそうではないのか、本当に直感的な感じ。

In the horizontal direction, because there are no forces of

の力がないので、水平方向には

gravity or whatever acting in this direction, and if I'm

重力か何かがこの方向に作用していて、もし私が

outside of the truck, I could then-- I would be in an

トラックの外に出れば...

inertial frame of reference in at least

少なくとも慣性参照枠

the horizontal dimension.

水平方向の寸法を指定します。

I mean we always have gravity pulling down on us.

つまり、私たちは常に重力に引きずられています。

But from the outside of the truck, I could observe that

しかし、トラックの外から観察すると

oh, you know, Newton's law holds because the whole frame

あ、ニュートンの法則は、フレーム全体が

of reference, this truck is actually being accelerated.

参考までに、このトラックは実際に加速しています。

So me being outside of that, I would be in an inertial frame

その外にいる私は 慣性フレームの中にいる

of reference.

を参照してください。

Hopefully I haven't confused you too much.

混乱させていないといいのですが。

The way to think about it is that an inertial frame of

考え方としては、慣性のフレームである

reference is just a frame of reference where there's no

参照は、参照の枠に過ぎず、そこには

outside forces acting on the whole frame of reference.

参照フレーム全体に作用する外力。

And a frame of reference is just what is

そして、フレームオブリファレンスとは、まさに

the observer doing?

観察者は何をしているのか

What am I doing?

私は何をしているの？

Am I moving with the object?

私は対象物と一緒に動いているのでしょうか？

Am I being accelerated with the object?

私は対象物で加速されているのでしょうか？

Or, are neither me nor the object being acted upon?

それとも、私も対象も行動に移されていないのでしょうか？

And that's the way to think about it.

と、そういう風に考えています。

Oh, I already ran out of time.

ああ、もう時間がなくなってしまった。

I only got one law done.

法則は一本しかできなかった。

So I'll see you in the next video.

では、次の動画でお会いしましょう。