物理法則と距離２乗

我々の世界では
万有引力や電磁気力の様に
距離の２乗に比例して
その影響が弱くなる力が存在します。

距離にそのまま比例するのではなく
距離の２乗に比例なので
その変化は急激です。

例えば磁石と磁石を近づけると
距離に比例して徐々にという感じではなく
ある程度まで近づけると急に
力を感じたりすると思います。

こうした距離の2乗に関係する作用と言うのは
どの様な原理で生じるのかと言うと
何だかそれ自体が原理っぽいので
とにかく我々は受け入れるしかない…
と言うのが主要な解釈だと思います。

ただしそれを視覚的に理解する際に
力の線が放射状に伸びるイメージがしばしば使われます。

  
上の図は左の黒い物体から
力の線を分散して
右の物体に当てる様子を描いたものです。

距離１にある物体は距離２にある物体に比べて
およそ2倍の線が当たっているのが確認できます。

これが2次元の世界における放射状に分散される
力のイメージです。

要するに元の力＝距離０の物体が持つ力が
最大であり、それを空間に分散させるために
遠くでは力の影響が減っていくイメージです。


これを3次元で考えると


至近距離では一つだった力が
3次元空間に分散されていくので
距離に比例どころではなく、
距離の2乗に比例して
影響が減っていく事になります。