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熱機関、冷熱発電、ヒートポンプなどの熱現象を物体の落下と跳ね上がりに譬えて理解する

１．はじめに 　日本物理教育学会の会誌の表紙に、なぜか高校数学で習う三角関数の和と積の公式が描かれている（図１）。三角関数の和積の公式と呼ばれる高校生にはお馴染みの式だが、それが物理教育とどう関係しているだろうか。 図1　振...

コイルの中を走る列車コイルトレインという面白いおもちゃがある。電磁気学に関する教材として極めて有用であるので、その原理について考えてみよう。 １．一様な電界の中に置かれた電荷に働く力 図１　一様な電界のなかの点電荷 　ま...

仕事は「力と作用点の変位との内積」か、それとも「力と物体の変位との内積（ただし、回転運動に対しては「力のモーメントと回転角の変位）かを巡る論争。

図１　懸垂と外力 　図１のように、懸垂で人が腕を曲げて自らの重心を引き上げるとき、重心運動に仕事をしたのは人の腕の筋力だろうか、それとも鉄棒を掴んだ手の平が鉄棒から受ける上向きの抗力Fだろうか。仕事と抗力に関して、国内国外の多くの物...

抗力はその作用点が動かないので、系にエネルギーを供給することはできないが、系の異なる運動形態の間でのエネルギーのやり取りには抗力のする仕事が必要である。

　カンダタが蜘蛛の糸から受ける張力、豆の樹を登るジャックの手足が樹から受ける摩擦力、自転車や車の駆動輪が道路から受ける水平抗力など、作用点の動かない力、いわゆる束縛力が仕事をするなどと言えば、周囲からは冷たい視線を浴び、学会で発表したり、...

　ニュートン力学は、その適用範囲であれば、そこには、一切、欠陥も盲点も存在しない。運動方程式を正しくつくることができれば、あとは数学を適用して計算すれば、正しい答えが得られる。ニュートン力学は完璧である。少なくとも40年前に、アメリカでp...

　科学史は、見たままに、感じるままに、直感的に理解できる天動説よりも、当時の直感からは理解の難しいと思える地動説を選んだ。ニュートンの運動法則によつて地動説が完全に理解できるからである。ニュートン力学の成立から300年以上が経過した現在、...

　古典力学の基本原理はニュートンの運動法則だと思っていた。いつの時代にも、異端の説を主張する人々は少なからずいるが、ニュートンの運動法則を、正面切って否定する、いわゆるpseuwork信奉者が多いのに驚いている。これまで何度も描き続けてき...