力学⑨ 重力

力学

力は「加速させる作用」として定義された物理量でした。
そのため、力を考えるときに、物体の「加速の程度をイメージする」ことは、力学の基本中の基本です。

ただし

「加速の程度を頭の中でイメージする」のは、想像力が必要で、結構疲れます

そのため、「典型的な力」は、(運動をイメージしたくないので)覚えてしまいましょう

力学で典型的な力は、雑に分類すると、
1.重力
2.電磁相互作用
を起源にもつものです。

物が落下するのは「重力」のせいで物体が加速したからです。
「電磁相互作用」は原子に関連する力で、原子が反発したり引き合ったりする力です。我々も原子の集合体なので、電磁相互作用の影響を大きく受けています。我々が壁を貫通できないのは、我々を構成している原子や分子と、壁を構成している原子や分子の間で電磁相互作用があり、反発されてしまうからです。壁を貫通できれば移動が楽になりそうですが、我々の体が原子や分子でできている以上、それは無理そうです。

さて、今回は「重力」について考えます。

重力は地球が物を引っ張っている力で、我々が空を飛べないのも重力のせいです。
ジャンプしても、すぐに地上に引き戻されてしまいます。重力のせいです。

ところで、この、我々を地上に縛り付けている重力ですが、「なぜ働くか」説明できますか?
なぜ、地球は我々を引っぱるのでしょうか?

答えは…

「わかりません」

現在の科学では解明できていません。当然、重力は不思議な現象なので、研究されている方もたくさんおられます。また、研究者の方々のなかには、重力に対する解釈をお持ちの方もおられるかと思います。
ですが、高校までの物理の範囲で考えると、「重力の性質は分かるけれど、なぜ働くかは不明」というのが、科学の限界ラインです。

現在の人間の科学技術力は凄まじいものがあります。コンピュータやスマートフォンの中には、小さい部品が詰め込まれていて、部品の中の電子の動きまで制御されています。我々はそんな凄まじい科学技術力を持っているのですが、実は科学の限界はすぐ近くにあります。その一つの限界が、「重力の性質は分かるけれど、なぜ働くかは不明」というラインです。

重力に対する理解が進めば、重力を制御できて、自動車が空を飛んだり、人間が空を飛んだりできそうですが…SFの世界を現実のものとするには、まだまだ時間がかかりそうです。

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