力学

運動と仕事とエネルギー　物体が外力を受けながら運動しているとき、物体の並進運動の運動量およびエネルギーは、物体の質量Mと速度vを用いて、それぞれ、MvおよびMv2/2と表されるが、どちらも並進運動の運動方程式から力積および仕事を計算した結果...

1.　はじめに　これは、「深く考えてはいけない問題？」の補足のつもりだが、どちらを先に読んでいただいても構わない。水槽中に糸で吊るされたおもりを引き上げるときの糸の張力、液体からおもりに働く浮力、同じく重りに働く粘性抵抗はどのような役割をし...

江戸時代最後の元号を冠する有名私立大学の入試過去問であり、物体の運動に浮力の原理を組み合わせた次の問題は、疑問を持つことなく、その指示通りに考えていけば、正解とされる解答に辿りつくことは、さほど難しいことではない。しかし、解くには解けるが問...

三体問題　ニュートンの万有引力の法則によれば、二つの天体には、両者の質量の積に比例し、天体間の距離の２乗に反比例する引力が働く。つまり、質量がそれぞれm1とm2の天体１と天体２が距離ｒだけ離れているとき、両者に働く万有引力の大きさは、Gm1...

あたりまえ体操は当たり前か否か

アメリカで発表された論文、これをpseudowork論文と呼ぶことにしよう。その598 頁に、fig.1とともに、CM式とＷE式と称する二つの式が記載されている。Fig.1　ここで、ｄCMは円筒の重心の変位であり、ｖCMは重心の速度である。...

図１のように、傾角θの斜面上に、球と円柱と円筒が静止した状態から、同時に滑ることなく、転がり始めると、どれが一番早く転がり落ちるだろうか。図１　転がる回転体の質量をM、半径をr、慣性モーメントをI、斜面に平行で下向きにx軸を選び、物体が斜面...

静力学では仕事をすることができない抗力だが、動力学では抗力のする仕事はエネルギーの伝達にとって極めて重要となる。

解剖学者の養老孟司さんの著書であり、ベストセラーとなった「バカの壁」によれば、人間誰しも知りたくないことに対してはバカの壁を造るという。筆者が、数年前から物理学会および物理教育学会の両編集委員会相手に繰り広げている論争も、筆者と編集委員会の...

力学における仕事は、運動を並進運動や回転運動に分解したとき、それぞれの運動ごとに、その運動方程式に矛盾することなく、定義されなければならない。それに対し、熱力学では、系外から系に入ってきた力学的エネルギーとして仕事を定義している。両者の仕事は明確に区別しなければならないが、それを混同し、熱力学的仕事を力学に適用すると、力学はエネルギーの内訳が分からずドンブリ勘定の力学になる。