人気ブログランキング | 話題のタグを見る

TIPS


経済・仕事(知的財産・モノ作り)・科学、ポジティブシンキング(モチベーションup、メンタルヘルス)、地球環境、歴史、ゴルフ・野球、囲碁・・・手当たりしだいに理詰めで追求!
by hugoniot
S M T W T F S
1 2
3 4 5 6 7 8 9
10 11 12 13 14 15 16
17 18 19 20 21 22 23
24 25 26 27 28 29 30
31
フォロー中のブログ
カテゴリ
リンク集
以前の記事

張力とは? (慣性の法則に基づく理解)

<張力>
「張力はどこでも一定。」

僕は ”なぜ一定なんだろう?”って当時思いました。 でも質問しませんでした。
あぁ! あの時 質問していれば!
・・・その後15年 さまよわずに済んだかもしれないのに。。

----------------------------------------------------------------------------------------------------------------

あるゴム紐を引っ張って伸ばしているのを想像してください。
 (伸び縮みさせるのではなく、伸ばした状態で固定して動かさない。)
その時に、ゴム内部の原子は どんな力を受けているでしょうか?

まず、
 『ゴム紐は動いてないので、内部のどの原子も 周りから受けている力の合計がゼロ。

↑↑ これは、有名な”ニュートンの運動法則”から言えます。

~ニュートンの運動に関する第一法則(慣性の法則)~
 『物体に力がかからなければ、物体は等速直線運動を続ける。』
    → 要は 『力がかからなきゃ 止まってるものは止まりっぱなし。

                      動いてるものは 方向・速さともそのまま 動き続ける。』

というわけで、
ゴム紐中の原子は どれ1つ取り出しても動いてないので、
「どの原子も 周りから受けてる力の合計はゼロ」 ということになります。
  (※周りから電気力を受けていることに注意! 合計がゼロ。 混同しないで下さい。)

-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ではゴム紐が直径1cmだとしましょう。
その中心、つまりゴム紐の外側から5mm内側にある 1つのゴム構成原子に注目しましょう。
四方八方にある隣の原子から、電気力を受けていますね。
 (※隣の隣にある原子から受ける力は小さすぎるので 無視できるほどです。
  ※重力もかかっていますが、1原子にかかる重力は電気力に比べて微小なので無視。)

さて、いま注目している原子が 隣の原子に与えている電気力の大きさは いくらでしょうか?
 (右隣の原子との関係を考えてみましょう。)
『注目している原子が 右隣の原子に与える電気力は、
注目している原子が 右隣の原子から受ける電気力と 大きさが同じ』です。


*今回 たまたま右隣の原子との関係を考えましたが、
 左隣、上隣、下隣の原子とも 同じ関係が成り立ちます。
 『どの方向にも 同じ大きさの電気力を受けている。』 → 『だから合計するとゼロ。』

*たまたま ある1つの原子に注目しましたが、
 その隣の原子、 そのまた隣の原子に注目しても 完全に同じ理屈が成り立ちます。

*たまたま 直径1cmのゴム紐ということで考えましたが、
 直径1mmでも、直径0.1mmでも、直径1mでも 完全に同じ理屈が成り立ちます。

*たまたま材質をゴムということで考えましたが、
 絹糸でも、綿糸でも、ザイルロープでも、金属ロープでも 完全に同じ理屈が成り立ちます。

------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

よって、次の法則が成り立つといえましょう。
『動かない物体内部で 原子が受ける力はどこでも同じ。周囲からの力を合わせるとゼロ。』

これは・・・
縮めようと、引っ張ってなかろうと、少し引っ張ろうと、思い切り引っ張ろうと 成り立ってます。

ということは・・・
『(紐の)端の引張力が大きいと、中の原子間の引張力も大きい。大きさは どこでも同じ。』
 ↑これが張力の法則です。
   簡単に言えば 『端でも中間でも どこでも張力の大きさは同じ。』

そうでないと、
「端だけ引っ張り力が大きい。真ん中では引っ張り力が小さい」
 →「周りから受ける力の合計がゼロでない原子がある。」
 →「その原子が動いてしまう。」からです。 
    (※引っ張り始めで動いている時はそうですし、ちぎれる時はそうなのですが。)


以上です。
 
by hugoniot | 2007-03-13 02:50 | 科学
<< 摩擦力とは? 揚力とは?(飛行機の翼と浮き上... >>


検索
タグ
ライフログ
その他のジャンル
ファン
記事ランキング
ブログジャンル
画像一覧