[1221] 訂正 01/01/17(水) 14:54 いるか

 

アイソトープの日本語は異性体ではなくって同位元素だった

普通アイソトープと良く使われるのは放射性同位元素

ラジオアイソトープのことだけど、アイソトープには

必ずしも放射性でないものが一杯あるよ～～♪

 

このあたりは物理講座でもかるくふれるつもり（＾＾Ｖ

 

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[1220] 劣化ウラン弾 01/01/17(水) 14:26 いるか

 

核兵器に使われるウラニュウムはウラニュウム２３５というウラニュウムの異性体

（アイソトープ）なんだ、で自然界に存在しているウラニュウム鉱石には、ほんとに微量しか入っていなくって、ほとんどはウラニュウム２３８なんだ

でこのウラニュウム２３８は結構安定してるんだ。

でこの鉱石からウラニュウム２３５を濃縮したのが「濃縮ウラン」

でウラニュウム２３５を取り除いたウラニュウム２３８だけになった奴を

「劣化ウラン」と呼んでいるんだ。でもってこのウラニュウムという金属は

とても硬いので、例えば大砲の弾の先端に使ったりすると戦車みたいな厚い

鋼鈑をもつきぬける威力をもっているんだ、でもって弾頭に「安全な」（と当事者は言っている）ウラニュウムを装着したのが「劣化ウラン弾｝

 

ちなみにウラニュウム２３８に中性子をぶつけるとウラニュウムの核に中性子が取りこまれ、ベーター崩壊（電子を核から放出する）してプルトニュウムになるんだ

原子炉には純粋なウラニュウム２３５を使うわけではなく濃縮ウランを使うから

ウラニュウム２３８が大量に含まれていて、それが核反応からでてくる中性子を

吸収して、沢山のプルトニュウムが核廃棄物の中に含まれているんだ。

プルトニュウムはウラニュウム２３５と同じように核反応しやすい物質なので

これをとりだし精製すればもう一回燃料としてつかえるよ・・・ってのが「増殖型」・・・すなわちもやせばもやすほど、燃料が増殖する・・・ってわけ。

こんなもんでいいかなぁ？？

 

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[1219] 虹のお話ありがとう 01/01/16(火) 22:50 れいこ

 

虹ってすてきですね、私はドライブｏｒツーリングの時によく見ます。

なんかすっごく得した気分・・・というか

いいことありそうな気持ちになります。

 

ところで、全然関係ないけど

「劣化ウラン弾」ってなんなんだぁ～～？

最近新聞読んでてはじめて知りました。よくわからないんだけど・・・背筋が凍る！

自分が知らないだけなのかもしれないけど

戦慄する事実ってあるんですね。

 

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1217] 丸い虹 01/01/16(火) 14:32 いるか

 

テレスコープ現物みてないから、なんとも言えないが

多分原理的にはおんなじじゃないかなぁ

 

虹は自分の頭の影を中心に円を描いているから、自分の頭の影が空中に浮かぶような場所じゃないと、見れないと思うので。山のテッペンで、ちょうどほどよい

霧が出てきたときとか・・・・

夕方お庭にでて脚立の上から、霧を散布すれば、見えるかもね。

 

 

1209] 虹のお話 01/01/09(火) 12:02 いるか

 

さて、虹のお話に入ろう

透明なガラスのような丸い玉（ビーダマのようなものを想像してね♪）

は光が入ってきた方向に（何回も中で反射して）光が戻っていくんだ。

あぁ、そうそうそれを利用したのが「反射塗料」道路のセンターラインに使うやつね、あの塗料にはうんとちいさい球体のガラスがまざっているんだ。

だから、夜間に車のライトを受けるとライトの方向に光が戻ってくるので

運転手には白線が光って見えるんだよ。

でもって、透明なビーダマに入った光は何回か反射して戻ってくるんだけど

波長によって屈折率が違うため、すこし色によっては出ていく方向が違っちゃうのね。

いや、実験したことはないが、透明なビーダマを持って太陽を背にして色んな角度で見てみると、ちょうど頭の影付近では白く光るかもしれない・・・

でも少しずらしていくと、赤や黄色や青く見えるんじゃないかなぁ

でもその距離（あるいは角度）は目を中心にした円上に同じ色が見えるはずだ。

そして、雨上がりには球状の小さな水玉は空間一杯に広がっているので、一つ一つ

は赤だったり緑だったりするけど、全体的には顔の陰を中心にした円ができるんだ

虹はとても大きな円だから、した半分は見えなくなっちゃうのよね（；；）

だからアーチ型（＾＾Ｖ

 

よく晴れた日にお庭で水撒きをして、太陽を背にして水を霧状にすると

「プチ虹」が見えるよ♪

 

こんな説明でわかったかなぁ？？

 

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[1208] わ～～い＼(＾＾）／ 01/01/09(火) 11:45 いるか

 

こんなにお話がはずむとうれしいな～～＼（＾＾)／

 

空と地のはなしね～♪

いや、そのなんだ、四次元の話が出てこないと、難しいけど

空はこの地球の空ではなくって・・・・ふっふっふ・・・・お楽しみ♪

まぁ西洋の四元説って知ってる？今の原子の知識がなかった昔は

すべてのものは「火、水、地、風」で出来ているってやつなんだけど。

「風」ってのが不思議でしょ？

これはユダヤに伝わる「カバラ」からの受け売りだったのね

で、このなかに出てくる「地」ってのがこの宇宙全部なのよ・・・・

ふっふっふ・・・面白いんだ（＾＾）・・・って一人で面白がってもしょうがないから・・・・でも物理の基礎知識がないと理解が難しいのでね♪（＾＾Ｖ

 

虹の話をする前に人間が物を見て認識する話をしよう

例えば、ここに「白い紙」があったとしよう。その紙は何故「白い紙」と認識されるのだろう？

そこで、紙のほんの一点を見てみることにしよう。その一点からはすべての色を

含んだ光が均等に散乱されている。すなわちどの角度から見ても同じ種類の同じ量の光が放出されているわけよね。で、もって、その光のなかで、たまたま目の瞳から、網膜に到達した、ほんの一部分だけを人間は認識しているわけなんだ。

すなわち白い点は四方八方に信じがたいくらいの沢山の光を放出してるんだ。

だから、どこから見ても「白い色」に見えるわけよね。

この点が紙一面にほぼ連続的に存在しているのが「白い紙」

これで、何処から見ても「白い紙」と認識できるわけ。

「たまたま、瞳に入ってきた光」だけしか人間は利用していないんだよ。

 

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[1207] おもしろいなぁ「光」って 01/01/09(火) 10:22 れいこ

 

前どこかで「虹」の話してたよね＾＾

虹って不思議だよねぇー

虹ってどうして「アーチ型」なの？決まってるわけじゃないの？

 

光の話、すっごくおもしろいです。

モンシロチョウが見てる世界ってどんなふうなんだろう・・・

 

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[1206] 水素 01/01/09(火) 06:52 manna

 

でもでもぉ、神様が「空と海とを分けられた」ってゆうので、ＮＡＳＡが、空と海の水素の数を数えたら、一緒だったって。

昔、新聞にあったような�c�c記憶違い？　気がします（^^;;;＜あやふやで、ごめんなさい。

 

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[1205] 光 01/01/09(火) 01:51 いるか

 

はははは・・・（＾＾）

いや、そのなんだ、光って日常に深くかかわっているのに、とても不思議な存在なんだ。

でもって、４次元とかビッグバンのお話をしたくて下準備をしてるんだけど

結論は「すべてのものは光で出来ているらしい」って所に到着する予定

でもって・・・神が最初に「光あれ」っていった話とむすびつけようかなぁ

なんて思っていたら・・・ははははは（＾＾）

 

やっぱＭＹさんは鋭いわ・・・・

でも大丈夫、まだまだ不思議が一杯の物理の世界をどんどん紹介するね（＾＾Ｖ

 

なんてったって、「光」ってのは物理学では電磁波全部の総称だという事を

とりあえず理解してもらいたかったんだ。人間の視神経は7000Å～4000Åの

電磁波だけしか刺激されないけど。他の動物は違う波長を感じるものもあるらしい

たとえば有名なところでは、モンシロチョウの羽は人間がみるとメスもオスも

白くしか見えないけれど紫外線でみると（紫外線の測定機で）メスとオスは

はっきり色（？）がちがうんだ。

だから、モンシロチョウは紫外線を感じる視神経を持っているに違いないとかね。

 

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[1204] フーム 01/01/08(月) 08:54 My

 

わたしたちは光を使ってモノを見ているわけなのね・・・光がなけりゃ見えない

わけ？・・・いや、暗いからってわけじゃなくて・・・。

それで神様は『光あれ』って言ったのかなぁ・・・きっとそうね。

 

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[1203] そっかぁ・・・ 01/01/08(月) 06:38 manna

 

なんか、これは光、これは電磁波っていう風に分けて理解していて、最初、ごちゃまぜになっちゃいましたけど、ひっくるめていいのね。

電磁波っていうと、どうも身近な「携帯問題」とつながっちゃいます。

クールライトってどこかで見た気がします。

学校かな？

 

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[1202] 色 01/01/07(日) 23:45 いるか

 

うん、そう、え～と

光自身には勿論色はない（見えないんだから）

でも例えば7000Å（オングストローム：１Å＝１０のマイナス８乗ｃｍ）

の光（電磁波）がたまたま、目の中に飛び込んで、網膜の視神経に刺激を与えると

人間はそれを「赤」と認識するんだ。しかも、光を認識するのではなくって、光が

出発したところを「赤」と認識するんだ。

でも「赤」は暖かくはないんだ。もっと波長の短い光（電磁波）は分子の固有振動数と近いので、人間の体の分子を振動させるので、その時「温かい」とかんじさせるんだ。赤より波長の長い電磁波を「赤外線」と呼ぶんだ。

「赤」約7000Å「紫」が約4000Åでもって、人間の目の一番感度の良い所が

「緑」で5550Å。これらの可視光線と呼ばれる光はもはや、分子の振動に関与しないので、あたたかくはないんだ。例えばクールライトという手術とかに使われる

ライトは赤外線をシャットアウトしているので（完全には抜けきれないが）

光を照らしても、全然暖かくないんだよ。

白熱電球のようなものは、中のフィラメントが電流によって（電子の衝突）どんどん振動数が早くなって、最初は赤外線から、赤、機、緑、青、紫になる光（電磁波）を放出するので、それらの色が混ざり合って「白」にみえるんだ。赤外線も

混ざっているから「あたたかい」んだよ。

でもたまたま、分子を振動させるから、「あたたかい」赤外線、とか視神経を刺激するから「可視光線」って呼ばれているけど。物理的にはただ振動数（波長）の違う「電磁波」にすぎないんだ。・・・って事が一番知っといてもらいたいところ。

 

 

[1150] 光と熱 00/11/20(月) 17:17 いるか

 

さて、電磁波の波長がもっと短くなってμｍ（マイクロメーター（又はμ（ミクロン）になっていくと、マイクロ波と呼ばれます。ここまでくると赤外線との違いが

微妙になってきます。電子回路で作れるぎりぎりの波長までを電波と呼びますが

電磁波そのものには違いはないのです。

熱というものの、正体は分子（原子も含む）の振動そのものです。どんなものでも

絶対零℃でない限り（絶対零℃になる事はありませんが・・後述）細かい振動をしているのです。そして、その振動で電子も陽子も振動しているわけで、当然電磁波が出てきます。これが赤外線と呼ばれるものです。

反対に分子に電磁波をあてると、その分子のなかの荷電粒子である電子や陽子は振動をするわけです。電子レンジはこの原理を応用しています。ただし、振動数が

分子の固有振動数に近くないと、必ずしも振動が増えない（加熱されない）という

事情があるので、必ずしも単純ではありませんが、ここでは先に早く進みたいので

詳しい事は省略します。

ですから、赤外線も振動する（熱を持っている）物質から放出され、他の物質を暖める働きをします。

そして、さらに波長が短くなり７０００Å（オングストローム）（７００ｍμミリミクロン）になると、人間の視神経を活性化させて、赤い色と判定させます。

ここまでくると、物質の振動とはそれほど関係がなくなってきます（多少はあります）そして４０００Åまで短いものが紫となるわけです。

そこで７０００Å～４０００Åまでの長さの波長を持っているものを「可視光線」とよびます。人間の目のこれらの電磁波に反応する波長の最大感度は約５５５０Åグライにあって、この波長は緑です。

この辺にも面白い話がつまっていますが、とばします。

さらに短くなると「紫外線」と呼ばれます。さらに短くなると「X腺」とか「γ（ガンマ）腺」と呼ばれます。

通常では人は可視光線のみを「光」と呼んでいますが、物理では電磁波全部を「光」と呼んでいます。なぜなら、人間の視神経の感度は電磁波の物理的区分とは無関係だからです。

ですから物理やが「光」と呼んだら電磁波すべてを差していると思ってください。

時には電波（電子回路で作れる電磁波）だけは光と区別する場合がありますが、

あとで出てくるように光がドプラー効果で電波になる事もあるので、本来は区別しません。

 

 

[1140] 電磁波 00/11/09(木) 15:46 いるか

 

う～～ん、このあたりのテーマは図を使わずに説明するのは

むずかしいなぁ・・・・

でも頑張ってみよう＜(^^　)／

 

電子には電場があります。うんそこまではわかってもらえたかなぁ。

でもって、その電場に例えばもう一個電子を持ってくれば、その電子は反発力を

感じるわけですよね♪

その電子を何処に持っていっても力の大きさはかわるかもしれないけど、必ず力が生じるわけです。で、もとの電子を少し動かしたとしましょう。そうすると、その動かした影響が電場を通じてさっきの電子に与える力が変わるわけですよね。

このとき、元の電子を動かしたら瞬時に変かが伝達されるのか？というのが問題なわけです。で、実際には瞬時には伝わらない、って事なんです。どのくらいの速さかといえば、光の速さなんです。

で、元の電子をとっても早くいったりきたり往復運動をさせれば、それにともなって電場も変化するわけで、電場の変化が遠くまで光の速さで伝播されるわけなんです。で電荷が変化すると、それに付随して、磁場が生じるのです。電場の変化が大きいところほど大きな磁場がしょうじます。という事で電場の変化の伝達はかならず磁場がともなっています。この電場と磁場の変化の伝達を「電磁波」というのです。

振動数の比較的小さい波は電波と呼びます。電波でも・・・まぁ光の速さを振動数で分ければ、波の長さ（波長）がでてきますので、これからは主に波長で話をしていきます。

波長の比較的長い（１００ｍとか）電波を長波、といいます、でラジオなんかで使っている電波は中波です。さらに短波となると、波長が５ｍ前後と短くなります

最初の頃はこれしかなかったので、そんな分類がされていますが、そのご超短波

(ＶＨＦ）（Ｖｅｒｙ　Ｈｉｇｈ　Ｆｒｉｋｅｎｎｃｙ）げっフリケンシィ（振動）のスペル忘れた(;^^Ａ・・・電子辞書がない！・・・息子がどっかに持ってっちゃたにちがいない(^^;　(^^;　(;^^Ａ

極超短波（ＵＨＦ）（ウルトラ・ハイ）と続きます。でさらに短く波長がｃｍ単にになると「センチ波」となりｍｍ単に荷なると「ミリ波」となります。

で波長がミクロン単位になるとそろそろ赤外線の範囲に入っていきます。

長くなりそうなので、・・・つづく

 

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[1138] 電場と磁場 00/11/07(火) 21:09 いるか

 

ほんじゃぁそろそろ再開

 

電気にはプラス（＋）とマイナス（－）があります。(^^)☆＼(ーー　)ダレデモシッテル!

プラスとマイナスは引っ張りあいプラスとプラス、マイナスとマイナスは反発します。

でその力は距離の二乗に反比例します。だから計算は出来るのですから、確かに存在してるんですが・・・・やっぱりこれも

「なんで？」っていう所がいまいち解っていないのです。

量子力学では「光子を互いに投げ合ってひっぱりあう」と説明されていますが、じゃぁ反発は？と言う所はいまいち歯切れが悪くなってしまいます。

もっとも重力も「グラビトン」という素粒子の投げ合いで引っ張り合うと説明されていますが、いまだに「グラビトン」は発見されていません。

まぁですから「まだ明確には解っていない」と理解してください。

でもって一つの例えばマイナスを持った電子をおいておくとその周りに電子を持ってくれば反発、プラスをもってくれば引力がでるような「場」が出来ているとかんがえます。この「場」というのは英語の「field」の訳です。昔はこの訳に「界」を使っていた関係でいまでも「電界」「磁界」と呼ぶ人もいますが、さいきんでは「電場」「磁場」で統一しようと言われています。

この電場の力は重力場に比べると比較にならないくらい大きいので，原子や分子のような小さな物を扱う時には重力場は無視されます。

で電子はマイナス陽子はプラスの電荷を持っています。

磁石はＮとＳがあります。これもＮとＳは引っ張り合いますが、ＮとＮ、ＳとＳは反発します。これは電荷と違って電子の軌道の偏りから一つの原子に必ずＮとＳがついで現れます。すなわちＮだけの粒子とかＳだけの粒子というのがないのです。

重力場に続いてこれらの電場、磁場も当たり前に存在しているのに、とても不思議なものなのです。

 

 

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#833~#978

 

[978] やっぱり 00/09/06(水) 08:25 いるか

 

変換ミスがめだつなぁ

最後の一行だけ書きなおし

この、力は重力場とか電場磁場とは違い近づくと急に発生する力です。のりとか粘着テープとかは、この力を利用しているのです。

 

あとファンデ・ワールはもしかしたらファンデ・ワースかもしれない(；＾＾Ａ

うろ覚え♪うろ覚え♪・・まぁいいや分子間力の方をつかうね♪

 

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[977] 物理講座 00/09/06(水) 07:43 いるか

 

分子をさらに分割すると、もうそれ以上は分割できないといういみでなずけられた

原子（Ａｔｏｍ）になります。分子は物質の数だけあるので、ものすごい種類ありますが、原子は自然には９６個しかありません。この９６ッこの組み合わせでいろいろな分子ができたいるわけです。とはいえ原子もすべてが分子をつくるわけではなく、結構かぎられた種類しかつかわれないのです。

例えば動物を構成しているタンパク質は炭素（Ｃ）と水素（Ｈ）と酸素（Ｏ）と窒素（Ｎ）だけです。プラｓチックなんかもほとんど炭素と水素で出来ています、時々フッ素（Ｆ）や塩素（Ｃｌ）なんかもまざりますが、ほとんど炭素と水素です。そして、このあたりの原子がつながって分子が出来る仕組みは、実はやっぱり

あんまり良くはわかっていないのです。いや、ちょっと語弊があります「どうなっているのか」はかなり解明されています。しかし重力が何故ひっぱりあうのか？が解っていないように「何故？」がまだ理解されていないのです。量子力学の進歩で化学反応はかなり解明されめざましい進歩をとげているのですが、まだ「何故」が解明されていないため「なんでも作れる」ところまでは行っていません。

たとえば植物が日常茶飯事のように行っている炭酸ガス（二酸化炭素　ＣＯ2）と水（Ｈ2Ｏ）（2は下にちっちゃくかいてあるとおもってね♪）からデンプンを作る光合成はまだ実験室レベルで作ることはできません。

これは、まだ、出来ない方が人類の為にはいいのかも知れません

この原子がつながって分子を作る「結合」は色々な種類があるのですが、ここでは省略しましょう。分子と分子（又は原子と原子とか原子と分子）がつながろうとする力を「分子間力」（見たまんまのネーミング）（ファンデ・ワール・・多分人の名前）と言います。この力は重力場とか電場地場とは違い近づくと球に発生する力です。のりとか粘着テープはこの値からを利用しているのです。

 

 

[934] 物質 00/08/27(日) 18:16 いるか

 

この世の中には色々な物質があります。物質っていうと、日本語では動物（人間を含む）は抜いて生命のないもののニュアンスがあるんですが。物理では生命のあるなしは区別しません。もっとも英語ではmaterial(スペルこれでいいのかなぁ？）

っていうと「肉体」っていうニュアンスもあるみたいだけど、詳しくは知りません。（ＭＹさん教えて）

まぁ、そうね、物理では質量のあるものすべてを「物質」と呼びます。

それこそ、数え切れないほどの物質があるのですが、物質の本質はなんなんだろう？という疑問が古来からあるのです。この知的好奇心が科学を発展させているともいえるのではないでしょうか？

とりあえず、同じ性質を維持したまま物質の最小単位を「分子」と呼びます。ですから物質の種類だけ分子は存在します。さらにこの分子は分けることが出来るのです。このどこまでわけられるのか？を続けていくと、現在の量子力学（Quantam Mechanics)に到達する訳です。そのへんをゆっくり眺めていきましょう。

 

 

[914] 重力加速度 00/08/22(火) 16:33 いるか

 

仕事の合間にちょこっと一休み（＾＾V

地球上のどんな場所でも、どんな物を持ってきても、落下させると等しく９.８ｍ/ｓ・ｓ（９.８メートル毎秒毎秒）

の加速度で落下する。

単位のｓ・ｓと書いたのは本当はｓの二乗と書くのが正しいが、NETでは二乗とか三乗とか書けないので不便

この加速度の意味は一秒間あたりに９.８ｍ/ｓだけ速度が増えるという意味です。

勿論連続的に増えるわけで0.1秒なら0.98ｍ/ｓ早く（上向きなら遅く）なってるわけです。

地球は人間から比べるとあまりにも大きいので、多少上空に上がってもほとんど9.8という値は変わりません。うん、地球の直径はやく6,300ｋｍですから、3000ｍとか５000ｍくらいではあまり変わらないという意味です。

実際は地球の重心から遠ざかれば遠ざかるほど、距離の二乗に反比例して小さくなります。

とりあえず地上5000ｍ位までは「地上」としておきましょう。

そこで、地球上の何処にいっても、9.8ｍ/ｓ・ｓの加速度が「ある」と思ってください。でもって、質量ｍ（ｋｇ）の物質は　Ｆ＝ｍａ　の式から、

重力加速度を　ｇ　とすると　Ｆ＝ｍｇ　という力で引っ張られているのです。

厳密には引っ張り合っているのです。

と言う事はこの力から質量を除いた　ｇ（9.8ｍ/ｓ・ｓ）は空間のいたるところに連続的に存在していると考えられるわけです。

そう地上にいるかぎり、どんな空間にも9.8ｍ/ｓ・ｓという得たいのしれないものがはびこっているわけです。

なんで、引力の単位は加速度なんだ～～～～？？？？

この疑問が後に大変な問題を提起することになります。御楽しみに。

 

[886] ニュートンの第１法則 00/08/16(水) 10:12 いるか

 

僕もどちらかというと、頼むの苦手な方かもしれない(；^^Ａ

 

それはともかく、ニュートンの第一法則は力は質量かける加速度というやつです

基本的には数式を使わずにお話を進めたいのですが、これだけはチョコット数式を使わせてもらいます。

　　　　　Ｆ＝ｍａ　　　　　　　Ｆ：力（force)

　　　　　　　　　　　　　　　　　　ｍ：質量（mass)

　　　　　　　　　　　　　　　　　　ａ：加速度（acceleration)

ここから、式を読んで色んな事を考えられるのです。

力は質量に加速度を加えるときに必要なものとも読めます。すなわち、等速度運動をしている物質に運動の変化をさせるには力が必要だ、と言う事ですね。

また、力と質量は比例するとも読みます。すなわち同じ加速度を与えるには、質量が大きい方が沢山の力を必要とする。という事です。また力と加速度は比例するとも読みます。同じ物質（同じ質量）なら、力が大きければおおきいほど、加速度が大きくなる、又は大きな加速度を必要とするなら、それだけ大きな力が必要だ、と言う事ですね。そして、最後に力が同じなら質量と加速度は反比例する、と読みます。同じ力なら軽いものほど沢山動かせるみたいに考えればいいでしょう。

実際に頭の中で、色々想定して考えてみて下さい。

こんな風に一つの式を「読んで」色々な情報をとりだすのが物理の特徴なのです。

 

 

 

[881] 加速度 00/08/15(火) 13:09 いるか

 

物理の話しを急ごう。

加速度というのは、高校三年で始めて物理をならうと、最初に出てくるもの。でもこれは結構物理特有のものがあって、そのへんを充分説明しておかないと、生徒達がくじける原因になっているようだ。

乗り物がだんだん速度をあげていく、この速度の変化の量を「加速度」というのはだいたい、だれでもピンとくる。自動車のアクセルという名前もacceleratから来ているので、加速とは速度を上げることだと理解するだろう。しかし物理では「速度」そのものが、「相対的」なものなので「地球」に拘らない、と言う事で、減速しているときも「加速度」という言葉を使う。すなわち「動いている」というのはあくまでも地球が「止まっている」感覚から生じる言葉なので、動いているものが本当に動いているのかどうかの保証はないわけで、って言う事は減速してもそれは地球に対して「止まろう」としているわけで、本当に止まろうとしているのか、それとも地球より遅い速度で運行していたのが加速して地球の速度に近づこうとしているのかは、実は定かではないわけだ。ということで減速も物理では「加速」と呼ぶ。

もう一つの加速はもっとわかりにくいそれは車がカーブを曲がるとき「遠心力」を感じることで、多少の理解は得られるけど、質量が慣性の法則で直線運動をしているとき、同じ速さのまま、まがるときには「加速度」必要なんだ。見た目の速さは同じでも曲がるときにも「加速度」と呼ぶのが物理特有の呼び方。

実はこれも「速度は相対的」であることから来ているんだ。うん、ちょっと説明が難しくなりそうだが、どうしよう、とりあえず速度の方向が変わるのも「加速度」と、おもってもらいたい。

 

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[878] 無重力状態 00/08/15(火) 01:07 いるか

 

最近夜なべ仕事が続いたら、どうも昼夜逆転ぎみになってしまった(；^^Ａ

お得意さんから９時頃には電話がある可能性があるので８時頃には起きているんだけど、今日は昼間おもいっきり寝てしまって、これでは当分寝れそうにない。

 

重力は質量の大きさで決まってしまうので、重力をコントロールすることは出来ない。反重力がないように無重力というのもない（宇宙のどこにいっても、わずかとはいえ、必ずどこかの星の重力の影響があるから）しかし無重力状態というのはある。

例えば崖から落ちたとしよう。こわいから着地のことは考えないことにし様。いや下にはふかふかのマットが置いてあって絶対安全だと言う事でもいいかな？

コップに水を入れて落ちたとしよう。そうするとコップも水も「同じ加速度で」落下するので、目の前ではあたかも重力がないような振るまいをするに違いない。

まぁ頭の中だけで実験するのだから、このさい家ごと落っこちてみよう。そうすると、周りの景色は見えないわけだから、家の中はあたかも無重力になったかの振るまいをするわけだ。(すべての物質がまったく同じに落下するのだから）

実際に地上で（空も含める）無重力状態を実験するには航空機を高いところまで持っていって落下させることで実験している。実際には空気の抵抗があるので、充分緻密な計算をして空気の抵抗で減速する分だけエンジンをふかして、自由落下に近づけているらしい。ここで、よく理解出来にくいことがあるのは、上昇しながらも無重力状態は作れるのだ。例えばボールを上に投げ上げたとしよう。そうすると

手元を離れたときの初速から、だんだん減速しながら上昇して、あるところまで上れば一旦止まってまた落ちてくるわけだ。この減速しながら上昇しているときも無重力状態になるわけ。ようするに重力以外に一切の力が働かず重力に逆らわない運動をしていれば、無重力状態を作り出す事が出来るということです。そこで、月が落ち続けている、というのと同じように、人工衛星は落ち続けているので、衛星の中は無重力状態になるわけです。

 

 

865] 反重力 00/08/12(土) 14:04 いるか

 

よくＵＦＯ研究家とか称する人達が「反重力」という言葉を使う。

ＵＦＯのエンジンだそうだ。

しかし物理学的には９９．９９・・・％、９が１００個ついたくらいの確立で「反重力」はな「ない」と言えるだろう。

たぶん、磁石や静電気からの推測だと思うが、磁場や電場は異符号どうしが引力になって、同符合同士が反発力になるのに、重力場のもとになる質量は同じ性質なんだから。

そしてもし反重力と言うのがあったとすると、もはや地球上にとどまる事はできない。地表からある距離をおいて、地球と同じ速さで回転するためには、地球と引き合う力が必ず必要になってくる。飛行機やヘリコプタなどは重力と空気を下方に押し下げるちからがバランスして。同じ高度を保てるわけで、反重力のように上向きの力だけでは、直線運動をして宇宙のかなたに飛び出さなければならないだろう。

そして、どんな星にも近づけないだろう、そして重力の谷間にただよい、身動きできなくなってしまうはずだ。

 

人間の想像力はどうしても自分の身の回りの経験からしか出てこないので、ある種の限界が生じてしまう。だが、学問的な積み重ねは、とんでもない事すら予想ができる。現在の物理学はＳＦをはるかに越えている。

 

 

[835] つづき 00/08/07(月) 11:37 いるか

 

地球上では遠心力は重力に比べてかなり小さいのであまり問題になりません。

しかしコリオリの力は時々みかけます。コマが回っているときは重心が高い方が安定しているのを見ていますか？これはコリオリの力のせいです。円盤では円盤に水平に力が働いていますね。でも地球は球なので、コリオリの力は赤道上では垂直に働き、他の地域でも緯度にあわせて斜めに働きます。この原理を応用したのがジャイロコンパスです。地球ゴマと言うのをご存知ですか？これは、回転軸に摩擦があるため必ずしも一定の姿勢を保つわけではありませんが、軸の摩擦を非常に少なくすると、回転軸が必ず南北の方向を向くのです。ってゆぅかぁ、地球の回転軸と一致すると言ったほうがいいかもしれません。これで、南北のみならず、地平との傾きで緯度までわかってしまう優れものなのです。

あと台風が北半球では左巻き南半球では右巻きなのもコリオリの力で説明できます。

そう言えば、赤道直下のある国では、赤道をはさんで、漏斗で水を落とすと北半球では左巻き、右半球では左巻きになるのを観光客に見せて商売をしている人もいるそうです。

これらの現象は地球が回転していることを基本にしないと、説明をつけることの出来ない現象です。

 

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[834] つづき 00/08/07(月) 09:43 いるか

 

あらためて、円盤を想い浮かべてみてください。円盤の端の方にピッチャーとキャッチャーがいたとします。別に中心にこだわる必要はありません。どこでもいいのです。二人とも円盤にのって右回りをしています。でも二人には円盤が回っているのがわからないとします（実際に地球は回っているのですが、地球が回ってるのを意識する人はほとんどいないでしょう）

そこで、ピッチャーはキャッチャーめがげて直球を投げたとしましょう。

でもどうでしょう。玉は左え左えと曲がってしまいます。

運動している物体にあたかも働いているようにみえる力、これがコリオリの力です

前の振り子の振動する方向が変わっていったのもこのコリオリの力のせいです。

 

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[833] コリオリの力 00/08/07(月) 09:36 いるか

 

なんとか量子力学や相対性理論のところまで行きたいと思っているんだが、なかなか進まないなぁ・・・・・

 

さて円盤が出てきたので円運動についてちょこっと。

大きな円盤に何か質量のあるものを乗せてみて円盤をまわしてみましょう。そうすると、摩擦があれば、その物体は円盤といっしょにまわりますよね。でももし摩擦がなかったらどうなるでしょう。誰かがまわっている円盤にのっかって丸い玉をそっと置いたとしましょう。質量のある物質は直線運動をしたがる性質があるので（慣性の法則）その玉は手から離れた瞬間からまっすぐ運動しようとするはずです。円盤の外からみると、その物質は等速度運動をしているだけで、なんにも不思議ではないのですが、円盤が回っているをしらない円盤の中にいる人からは、そこに置いただけなのにどんどん外に向かって動いていくように見えてしまうのです。

物が動いていくのだから、そこには何らかの「力」が働いているとおもってしまうのです。実際は自分が回っているだけなのに、外向きの力がたえず働いていると考えなければならなくなってしまいます。この力を「遠心力」となずけて、回転している物体に働く力として仮定することで始めて回転体の内部での物理運動を記述できる事になるのです。すなわち遠心力とは回転している物体の中にいる人が「自分は止まっている」と仮定して現象を説明するために必要な仮定の力という事なのです。

回転体にはもう一つ運動しているものに働く「仮定の力」があります。それをコリオリの力と言います。遠心力は円運動に垂直に外向きの力ですが、もし遠心力だけだと円盤の中にいる人には物質はまっすぐ外に向かっているように見えるはずですが、例えば右回転しているとしたら、外からみてまっすぐ走っている物体は、中から見ると、左に左に曲がっていくように見えるはずです。・・・・イメージできましたか？

これは右方向にもう一つ働く力を想定しておかないと説明つかなくなってしまいます。

 

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#606~#765

 

[606] 落体（落下） 00/07/03(月) 10:55 いるか

さて、ガリレオは地上に落ちていくものはその質量に関係なく同じ速さで（正確には加速度）で落ちていくと言ったのは有名な話です。かれがピサの斜塔から物を落として証明したという話は作り話だという説もありますが、彼が斜面を作って実験していたことは彼の遺品の中にあるので間違えのない事でしょう。当時はアリストテレスの説が一般的だったので、権威からは反発をうけていますねアリストテレスによると物質には重さに応じて「居場所」があって（重い物ほど下のほうに居場所がある）その居場所に向かおうとするので「重い物ほど早く、そして軽いものほど遅く落ちる」と言っていたのでした。当時は「実験」という概念は「下等なもの」であり頭で考える事が「素晴らしい事」という感性があったらしくて、実験で確かめる人はいなかったようです。長くなったので、もう一つスレッドを追加します。つづく

 

[607] 落下つづき 00/07/03(月) 11:07 いるか

このアリストテレスの考え方にも実は矛盾があったのです。それは「では重い物と軽いものを一緒につなげて（例えばひも縛って）落としたらどうなるの？」という話です。２つつなげれば当然重いものより重くなるから、重いものより早くなるのか？それとも重いものの速さと軽いものの速さをつなげたのだから、軽いものにひっぱられて、重いものと軽いものの中間の早さになるのか？どっちだか解らないではないか？という問題があったのです。当然権威は「屁理屈をいうな！」と一笑にふしたでしょう・・・・（これは想像）今は日本の高等学校には指導要綱にきめられた実験道具が完備しているんですが、そのなかに直径８cm位のガラス管に鉄の切れ端と鳥の羽を入れた器具があります。これを真空ポンプで中の空気を抜いて同時に落とすと。な・・な・・なんと鉄の破片と鳥の羽が仲良く同時に落ちていくではありませんか。これを見た人はたいてい軽いカルチャーショックを受けます。（実際に実験している先生は少ないみたいですが）重かろうが軽かろうが空気の抵抗さえなければ同時に落下するのです。このように表面の現象だけ見て感覚だけで理論を作ることは間違えるかもしれない可能性を秘めているのです。

 

[642] 何故？同時に落ちる 00/07/09(日) 11:39 いるか

地上で物を落下させると、何故同じ速さ(加速度)で落ちるのでしょうか。勿論質量が大きいほど地球に引かれる力は大きいのです(重量)しかし、質量にはもう一つの重要な性質があります。それは解りやすくいえば「動かしにくさ」です。えっ？解りにくい？それでは、ちょっと頭の中で「無重力状態」を想像してみましょう。いま鉄で出来た丸い球と発砲スチロールで出来た鉄と見分けがつかない位のそっくりの球があったとしましょう。この２つが無重力状態の空間に浮かんでいます。貴方なら、どうやって見分けますか？

 

[653] 質量 00/07/10(月) 09:16 いるか

そうですね、指でちょこっとつっつけばいいんです。発砲スチロールの方は、すっとんでしまうかも知れません。でも鉄の玉はゆっくりゆっくり動くでしょう。また同じ速さで動いていたら、止め様とすると鉄の玉の法が力がいりそうですね、そう質量にはこのような性質があるのです。ちなみに止まるというのはあくまでも相対的概念で例えば地球のような大きな物の上にいると「あたかも」止まっているように感じますが「止まっている」というものは「ない」のです。ニュートンは宇宙の何処かに止まっている物（絶対原点）があるに違いないと思っていたようです。それにひきかえガリレオは速度は相対的な物だ、といっているのです。（ガリレオの相対性理論）

 

[672] 速さと速度 00/07/12(水) 15:25 いるか

ＭＹさんでも照れるんだ（＾＾）僕も誉められると照れちゃうタイプさて、物理では「速さ」と「速度」をわけて使います。英語ではどう区別しているのか、勉強不足で知りません(；^_^Ａでも「速度」はVelocityと呼びます。どう違うかというと、速度といえば、速さと方向の両方を持っているものとして扱います。ですから同じ速さといえば、方向は考えなくっていいのですが「等速度」といったら、直線状をまっすぐ同じ速さで進む時だけに使います。ですから「等速円運動」というのは早さわ同じなんだけど方向が絶えず変わっている運動の事です。「等速度運動」といえば「等速直線運動」の事をいいます。という前提をいっといて、慣性について話そうと思っています。全ての物質は外から力が加わらない限り、等速度を保つ。これが慣性の法則です。アリストテレスは全ての運動している物質はやがて止まる。といっているのでした。実際に人間はほとんどこんな現象しか見ていませんから、長いあいだ信じられてきたのでしょう。しかしこの現象は「摩擦」という概念で説明されるのです。ガリレオが地球は回っていると言っていた時代に、当時の御用学者（いつの時代にもいる、頭の堅い奴）は「なんだって、地球が回っているんだって、もしそれが本当なら、ピョンと飛びあがれば地球が動いているなら、違う所に着地するはずじゃぁないか？」「でもほら、ちゃんともとの位置におりるだろう」「こいつ、本当に頭がおかしくなってんだぜ、ははははは」と皆で笑って馬鹿にしていたそうです。(勿論本で読んだ話なので、僕が確認したわけではありませんが、充分あり売る事だなぁ、とか思っています）この現象は慣性の法則で説明できます。感覚的に説明すると「外から力がかからない限り、動いている物はいつまでも動いていようとするし、止まっているものは、いつまでも止まっていようとする」と思っていればあまり大きな間違えはないでしょう。

 

[717] 物理が 00/07/19(水) 00:49 いるか

 

物理がとどこうってるから、話題と別にぽつりと入れとくけど、気にしないでつづけてね♪

何故質量に関係なく同時に落ちていくか？ってところだったと思うけど？？

そう質量同士の引っ張る力は質量の大きさに関係しているわけね。だから地球に引っ張られる力は質量の大きい方が大きいわけ、例えば質量１kgの物質は１kg重の力で地球に引っ張られているわけ。物理では力の単位はＮ(ニュートン）またはdyn(ダイン）を使います。で１kg重の力は、９.８Ｎ(ニュートン）、980dyn(ダイン）になります。とりあえず分かりやすさを重点的にするために工業単位とよばれるkg重を使いましょう。そう１kg重というのは力の単位です。すなわち１kgの重さとは

質量１kgの物質が地球に引っ張られている力の事なのです。

ゴムひもとかばねとかで引っ張れば引っ張る力が強ければ強いほど手をはなしたとき早く戻りますよね。しかしそれは質量が同じ時に限ります。質量のもう一つのせいしつ慣性があるので、ゴムのさきに重いものをつけて引っ張って離すと、ゆっくり戻っていくわけです。

そこで、重力の場合を見てみましょう。引っ張る力は質量が大きいほど大きいのですが、近づいていく速さは重いために遅くなってしまうのです。

そう、この二つの効果が互いに打ち消しあって、質量に関係なく同じ速さで地球に向かっていくわけです。

大丈夫かなぁ？わかってもらえたかなぁ？ちょびっと心配。

 

 

 

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[762] 振り子 00/07/24(月) 15:03 いるか

 

ＭＹさんに物理講座の過去ログ独立してもらったので、少しはりきらなくっちゃ（＾＾）

mannaさんのリクエストに答えて振り子の話をちょびっと♪

 

振り子の最大の特徴は「等時性」と言う奴なんだ。これはガリレオが発見したんだけど、彼が教会のシャンデリアがゆれてるのお見ていて、振幅（振れ方の大きさ）が違っても、一往復する時間がおんなじだということなんだ。

彼は教会の揺れてるシャンデリアを見ながら自分の脈拍で確認したとか言い伝えられているが、これって実際にやってみると(やったことがあるらしい）結構難しいんだ（；；）

なんたって振り子の触れる数と脈の数同時にかぞえなきゃなんないからね。ふたりがかりなら出来るけど、一人じゃ無理がありそう。

何故、振幅が違っても同じ時間で往復するのかと言えば、これは重力で質量に関係なく同じ速さで落下するのと大いに関係があるんだ。

そして、彼は家に帰っていろいろ実験して実は振れの周期は質量にも関係なく振り子の長さだけの「関数」っだってことをつきとめているんだ。

これの説明にはいる前に釣り合いについて少し触れておかねばなるまい♪

釣り合いには二種類あって「安定の釣り合い」と「不安定の釣り合い」があるんだ

違いは「安定の釣り合い」の方は釣り合っているところから、ほんの少しずらすと

釣り合っていた場所の方向に力が生じる場合。すなわち釣り合っていたところに戻ろうとする力がしょうじる場合なんだ。でもって「不安定な釣り合い」っていうのはその逆でほんのちょっとずらすと、釣り合っていた位置と逆の方向に力が生じるんだ。だからどんどん釣り合っていた位置から離れ様とするのね。

ちょっと長くなったみたいだから、スレッド変よう

つづく

 

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[763] 振り子つづき 00/07/24(月) 15:23 いるか

 

振り子の様に紐でおもりをつるして静止させた場合が「安定な釣り合い」でもって棒の先におもりをくくりつけておもりを上にして、精神統一して「えいやっ！」とたたせた場合の釣り合いが「不安定な釣り合い」になるんだね。

だから、卵を立たせるのは「不安定な釣り合い」をさせる事なんだ。そういえば春分の日には卵が立てやすいって話があるけど、あんまり考えていなかった(；＾＾Ａ

う～～んあれは何故だろう？太陽の重力と関係あるのかなぁ。

余談はさておき「安定の釣り合い」の場合釣り合いの位置からずらすと、釣り合いの位置の方向に力が生じて、釣り合いの位置に戻ろうとするのね。でもって手を離すと、実はずらしたとき「位置エネルギー」(Potential Energy)が錘に付加されてしまうので、釣り合いの位置に来てもそのエネルギーが「運動エネルギー」(Kinetic Energy)に変わるので、運動がとまらず釣り合いの位置に静止することなく、いったり来たりしてしまうんだ。（空気の抵抗がこのエネルギーを吸収してくれるととまるんだけどね）

これが振り子って奴なんだ。でどうやって釣り合いの位置の方向に力が生じるかと言えば、錘の質量が地球に引っ張られている「重力」と振り子を作っている紐との角度が違ってくるとその角度分だけ力が生じるんだけど・・・・・

図を書かずに説明するのは結構難しいことかもしれないなぁ・・・

わかってもらえるかなぁ？？？

まぁそんなわけで、この辺はお茶をにごして。要するに、釣り合いの位置から離せば離すほど「位置エネルギー」は大きくなって、必然的に釣り合いの位置での運動エネルギーは大きくなって、すなわち「速さ」が早くなるのね。でもって、一往幅の時間が同じになってしまうわけ。

つづく

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[764] 振り子のついでに 00/07/24(月) 15:33 いるか

 

振り子と言えば思い出すのがフーコーの振り子なんだ。

例えば、動いているというのが相対的なら、なにも地球が動いているとしなくても

地球は止まっていて天が動いているとしても同じじゃないか？という地動説への反論があったとき、フーコーが示した「地球の自転」(公転も含む）の証明に使ったじっけんなんだけど。「相対的」といってもあくまでも等速度運動の時だけなのよね、回転運動が含まれると「相対的」ってわけにはいかないんだ。

でフーコーの実験の説明に入るよ♪

直径２ｍ位の円盤を頭の中で想像してみて、もっと大きくてもいいけど、とりあえず人間一人位のれるやつね♪

でもって、その端の方に糸でつるした振り子を取り付け様。この振り子はとりあえず、なかなか止まらない奴だと考えてみてね(頭の中だから空気の抵抗のない奴でもいいよね）で振り子を振らしたら、ゆっくり円盤を回転してみよう。

振り子は慣性があるから、同じ方向に振れ続けるよね。だから円盤の外にいる人に

つづく

 

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[765] つづき 00/07/24(月) 17:07 いるか

 

あ～～あせった。

書きこみしてる途中で、お得意様から電話があって「データ送ったから見てくれ」

って言われて、どうしようか迷った(；＾＾Ａ

せっかく書いたの消すのももったいないし・・・で途中でつづくになっちゃった（＾＾Ｖ

 

外から見ているとなんにも問題はなく、振り子は最初に振らした方向を維持しつづけているんだけど、円盤に乗ってる人が外の景色も見えず、自分が回ってるのも感じないと、不思議な現象を見ることになるんだ。

それは振り子の振れる方向が少しずつ回転していくのね。例えば一時間に一回転くらいの速さだとちょうど時計の長針位の早さで、振れる方向がすこしずつ変わって一時間経つと元の振る方向になるわけ。

これの大仕掛けなやつが上野の科学博物館の階段の真中の空間を使って展示されているんだ。空気の抵抗や支点の摩擦ですぐに止まっちゃわないように、なが～～い

ワイヤーに直径一メートル位の鉄の玉で出来ているのがゆっくり振れているんだ。

これがフーコーの振り子、これで地球が自転しているのが証明されたってわけ。♪