接触力

接触力とは、 2 つの物体が互いに接触することによって生じる力のことです。 ^{[ 1 ]}接触力は非常に一般的で、物質の巨視的な集合体間の目に見える相互作用のほとんどを担っています。車を押したり、ボールを蹴ったりすることは、接触力が働いている日常的な例です。前者の場合、力は人によって車に継続的に加えられますが、後者の場合、力は短い瞬間に伝達されます。

接触力は、多くの場合、直交する成分に分解されます。1つは接触面に垂直な垂直力、もう1つは接触面に平行な摩擦力です。^{[ 1 ]}

すべての力が接触力であるとは限りません。例えば、物体の重さは、物体と地球が接触していなくても、物体と地球の間に働く力です。重力、電気力、磁力は物体間力であり、接触がなくても存在し得ます。

接触力の微視的な起源は多様である。垂直抗力はパウリの排他原理の直接的な結果であり、それ自体が真の力ではない。日常の物体は実際には互いに接触しない。むしろ、接触力は物体の表面またはその近傍の電子の相互作用の結果である。 ^{[ 1 ]} 2つの表面の原子は、2つの表面からの電子波動関数が重なる低エネルギー状態が存在しないため、大きなエネルギー投資なしには互いに貫通することはできない。したがって、この貫通を防ぐために微視的な力は必要ない。より巨視的なレベルでは、そのような表面は単一の物体として扱うことができ、2つの物体は物質の安定性のために互いに貫通しない。これは再びパウリの排他原理の結果であるが、自然の基本的な力の結果でもある。物体の亀裂は、原子間の化学結合を形成する電磁力によって拡大しない。原子自体は、電子と原子核間の電磁力によって崩壊しない。原子核は、核力によって崩壊しない。^{[ 2 ]}

摩擦に関しては、それは微視的な接着と電磁力による化学結合の形成、および微視的な構造が互いに応力をかけることの両方の結果です。^{[ 3 ]}後者の現象では、運動を可能にするために、微視的な構造は互いに滑り合うか、または互いに破壊するのに十分なエネルギーを獲得する必要があります。したがって、運動に抵抗する力は、垂直抗力と物質内の微視的な亀裂を広げるのに必要な力の組み合わせです。後者の力は、再び電磁相互作用によるものです。さらに、物質内部に歪みが生じ、この歪みは電磁相互作用（電子が原子核に引き付けられ、互いに反発し合うため）とパウリの排他原理の組み合わせによるもので、後者は垂直抗力の場合と同様に機能します。

• 非接触力
• 体力
• 表面力
• 遠隔作用（物理学）
• バネの力