力学

1.　単一運動と複合運動　 　真空中で一定の高さから球を自由落下させると、落下するまでの時間は高さだけで決まる。この場合、球が回転しながら落下しても、それが落下時間に影響を及ぼすことはない。物体の自由落下や、自転しながら太陽のまわり...

　かのガリレオ・ガリレイは、その著書、新科学対話のなかで、物体の落下について論じている。もし、落下速度が物体の重さに依存すると仮定すれば、重い物体と軽い物体を紐でつないで落下させたとき、重い物体が速く落ちると考えても、軽い物体が速く落ちる...

　最近、物理関係者だけに感染する不思議な病気が蔓延しているという。もともとは、40年前にアメリカから輸入された奇病だが、もし、抗力が仕事をすると聞いて虫唾が走るようなら、真っ先にこの病気への感染を疑ったほうがよい。進行すると、蕁麻疹、円形...

抗力はその作用点が動かないので、物体全体にエネルギーを供給することはできないが、抗力のする仕事を禁じると、複合運動でのエネルギー保存則が説明できなくなる。

　道路や壁から受ける力、抗力は仕事をするかしないかを巡って物理学会および物理教育学会との論争も８年目に突入した。相対論や量子論ならまだしも、ニュートン以来300年以上が経過し、すでに完成した古典力学において、二つの主張が真っ向から対立し、...

　これまで本ブログで何度も指摘してきたが、「抗力は作用点が動かないので仕事をしない」とする誤った固定観念が、40年もの長きに亘って高校の力学を檻に繋いできたようである。それを檻から解放するには、物理教育界に流布している混乱した仕事の概念を...

　初等力学におけるエネルギー保存則は運動方程式から導かれる。極めて当然なことだがそれをあえて示してみよう。 図１　斜面をころがる円柱 　図１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...

　「抗力も仕事をする」と主張し、四方八方からエネルギー保存則に反するではないかと 猛反発を受けたにも関わらず、性懲りもなく今度は「抗力だけでなく摩擦も仕事をする」と言えば、さてはトンデモ説の在庫整理かと、もはや相手にされず一笑に付されよう...

　図１のように、半径r、質量Mの円柱を、力Tで引っ張って水平な台上を転がす場合について、円柱が台から受ける抗力の役割について考えてみよう。 図１　円柱のころがり 　台からの抗力Fが働かなければ、円柱は回転することはできない。抗...

図1　アトウッドの装置 　図１は、質量の無視できる滑車と、質量がそれぞれ、m1、m２の二つのおもりＡとＢを用いたアトウッドの装置である。滑車を通して二つのおもりを繋いでいる糸の張力をT、おもりAおよびBの速度を、それぞれ、v1、 v...