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2008年3月31日 (月)

ニュートンも凄い

  一昨日(29日)にはガリレオ式望遠鏡で土星を見,ガリレオ・ガリレイの凄さを実感したところだが,今日(31日)はアイザック・ニュートンが亡くなった日(1727年).
  「大人の科学Vol.11」のふろくでは今ひとつニュートン自身がどんな像を見ていたのかは実感できなかったが,ニュートンの凄さは日常生活の中でも実感できる.
  ニュートンの業績は,万有引力の発見,(ライプニッツとは別の視点から)微分積分法の発見,古典数学の完成,古典力学の創始と様々.その中でも私が凄いと思っているのが運動方程式,つまり高校の物理で習う
F=ma
である.(力)=(質量)×(加速度)という単純な式だが,日々目にするものの運動のほとんどがこの式で説明できるのだから凄い.
  例えば,現在水戸地方では雨が降っている.この雨粒の運動は,地球の重力による下向きの力と空気の抵抗による上向きの力がつりあい(つまりF=maの左辺が0),結果加速度は0になるので実はほぼ等速で落ちてきているのだ.
  その他,天体の運動(最近時々話題になる小天体の地球への衝突の可能性も基本的にはニュートン力学に基づいて計算されている)やロケットの打ち上げなども基本的にはこの運動方程式に基づいている.もちろん,その他様々な補正がなされているはずではあるが.
  もちろん,現代物理学では(ニュートンの力学が古典力学とよばれるように)ニュートンの力学だけでは説明できないことも多い.しかし,根本的にはF=maに基づき,それに様々な補正を加えて説明されることもまた多い.
  例えば,相対性理論において物体の速度は光速を越えることはできないが,それは物体の速度が光速に近づくにつれ,その質量が大きくなり,光速に達すると無限大になってしまう.そうすると,F=maにおいて質量mが無限大になるわけだから,aつまり加速度が0でない値をとるためには左辺のFつまり力が無限大になることになる.したがって,有限な力で物体を光速まで加速することはできないという結論が導き出されるわけだ.
  日々目にするほとんどの運動に適用できてしまうこの単純な式F=ma.高校時代,物理の先生が「これは凄い威力のある式なんだ」と力説していたことを思い出す.これを今から200年以上も前に議論していたんだからニュートンはやっぱり凄い!

SETI@home 現在の順位 世界…98,887位(/800,031人)国内…3,658位(/22,984人)
Einstein@home 現在の順位 世界…24,997位(/194,189人) 国内…497位(/2,923人)

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