力学 臍で茶を沸かせるか？
物体には質量や慣性があるのに対し、熱には、それに相当する量や性質はないが、物体と熱の移動には類似点が存在する。熱力学を学んだことのない中学生が日常の熱現象を理解する手助けになればと、熱の移動を物体の落下運動に準えて考えてみた。
図...
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力学 思い出 Memories of fairs
A boy in my old memory bought a kaleidoscope at the night market. In the smell of carbide and the light of flickering ...
未分類 コイルトレインの原理としくみ
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...
未分類 懸垂の力学
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...
未分類 足枷を付けられたニュートン力学
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...
未分類 Pseudoworkとニュートンの運動法則
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...
大学院入試過去問 サイコロの数学
無色の正六面体の六つの面に、指定された異なる６色、例えば、黒、白、赤、紫、黄、緑を、それぞれ割り当てて塗るとき、異なる正六面体はいくつ、できるだろうか。一見、難しそうだが順序立てて考えればそれほどでもない。
まず、立方体の一つの...
未分類 シャチの婚活
先日、NHKの科学番組「ダーウィンが来た」を見た。北海道の知床沖に大量のシャチが集結し、奇妙な振る舞いをするという。横一列に並んだかと思えば、次にその順番を入れ替えるという。研究者によれば、これはシャチの婚活であり、効率よく好みの相手を...
未分類 天空の振り子（改訂版）
いやいやしているのか、頷いているのか、天空の美女は前後左右にゆっくり首を振り、少しばかりその横顔をわれわれに見せている。支点のない天空で、月は振り子のように、地球が月に及ぼす起潮力によって前後に引っ張られながら、僅かに揺れているのである...
未分類 力学教育のなかの‘座敷わらし’
車を一つの系として見ると、空気の抵抗などを無視すれば、水平な道路を走る車に働く水平方向の外力は車のタイヤが道路から受ける摩擦力だけである。さらに、車の車輪が滑らないとすれば、摩擦力は静止摩擦力であり、これは水平抗力とも呼ばれ、垂直抗力と...