力学

　ガソリン車が平地を一定速度で通常走行するとき、エンジンが仕事をしなければ、車はやがて止まる。しかし、エンジンの仕事は、車が走るための必要条件ではあるが、それだけでは充分条件ではない、エンジンが仕事をして駆動輪が回転するが、道路か...

　絵の鑑定を依頼された夢を見た。夢の話だから依頼された問題の絵をお見せすることも、画才がないのでそれを再現することもできないが、大まかに言えば、左右対称の絵には、左の図のように、ローラースケートの靴を履いた二人の少女が描かれ、互い...

振り子の張力はその作用点は動かず仕事もしない。ブランコの張力もその作用点は動かないが、その張力はブランコの重心運動に仕事をしている。作用点がかない長禄や抗力は仕事をしないと考えるのは誤概念である。

　力学現象に潜む非弾性衝突をうっかり見落とすと、正しい思考ができず、混乱に陥ることがある。その例をいくつか紹介したい。 １．入試問題 　大学入試にしばしば出題されるが、次のような標準的な振り子の問題がある。 図１　振り子...

NHK あしたが変わるトリセツショ～ １．はじめに 　ブランコの運動をパラメトリック励振として理解するには，物理だけでなく大学レベルの数学が必要だが，工夫すれば高度な予備知識がなくても，単振り子についての知識だけで，ブランコや...

　おむすびころりん、すっとんとん。ねずみの穴にころがり落ちたおむすびの形が三角形だったか丸かったかは知らないが、ある程度の傾斜があれば、三角形のおむすびでも山の坂道を転がることはできたであろう。しかし、おむすびにかぎらず、物体が斜面を転が...

図　斜面を転がる円柱の運動 　図のように、傾斜角θの斜面を、質量M、半径α、中心軸の周りの慣性モーメントIの円柱が滑らずに転がるとき、斜面に垂直方向では、重力の成分と抗力の成分とが釣り合うので、その方向の運動は存在しない。斜面に沿っ...

抗力によって連動した複合運動では、抗力が二つの運動に正と負の仕事を同時にすることによって一方の運動から他方の運動へエネルギーを受け渡す役目をしている。

１．はじめに　 　地球の中心と衛星の位置を繋ぐ直線が地表面を貫く点が描く図形、即ち、衛星位置の地表面への投影図について考えてみよう。地球の自転と衛星の公転の角速度が一致していれば、衛星の投影図は赤道上の一点になり、その点は動かないの...

1．振り子 　　　図1　単振り子 　　 　図１のように、固定点から吊り下げられた通常の振り子では、おもりは固定点を中心とした円弧上を往復し、張力と重りの速度の向きは常に垂直だから張力と重りの変位との内積は０になり、張力は...