まず「運動量」の説明 (先は長〜いなぁ)

その前に「速度」とか「座標」から

そもそも、嫁さんは、速さ ということが、わかっていません。
(何で大学に入れたか、わかりません)
時速80Kmで、白バイにつかまって、

    私は、まだ 80Kmも走ってない!!

と言いそうです。
で、時速80Kmでの時間と位置の図を書きました(図は省略します)
その図から、傾き→微分なのですが、

xがtの関数の場合 (例えば、x=80Km/h・t)

tからΔtだけ時間がたった時のxを、x+Δx と置くと、

xの傾きは、(x+Δx)-(x)/Δt=Δx/Δt で、これの極限を、xの(tでの)微分というわけです。
数学的には、
Lim _{\Delta t \rightarrow 0} \frac{ \Delta x}{ \Delta t} = \frac{dx}{dt}
です。
上記の例では、
x=80Km・t
(x+Δx)=80Km(t+Δt)
∴(x+Δx)-(x)/Δt=(80Km(t+Δt)ー80Km・t)/Δt

  =80Km (Δtの値に関係ないことに注意)

微分については、Dirac11様がよい記事を書いておられます。
http://blogs.yahoo.co.jp/dirac11/42309141.html
補足すると、Δt→0 の極限というのは、Δt=0 のことではなく、

      LimΔt→0 での「確実な値」で近似値ではない

ということです。
これは、上記の図の「位置の線」が、少々うねっていても「傾き」は「確実な値」が存在する
ことで、理解してもらえるはずなんですが、、、

で「座標」
位置を「確実に表すため」には、東西の数直線、南北の、上下の、それと時刻の数直線
が必要です。
これを、「座標軸」といい、その値を「座標」という
と言ったら、

      宇宙空間は曲がっているので「数直線」ではない

なんて言い出しました。
僕は、「相対論は知らんから」と言って逃げましたが、

      宇宙空間に「座標軸」は、無数に引けるから「1つだけ=x,y,z,tだけ」を
      考えるのは、おかしい

と、また屁理屈です。
これは、

      無数に引けるは、1本も引けないこと ではない。
      
と、屁理屈で応酬。
1組だけ引けば、他のやつは、平行移動と回転で、表せるわけです。
ローレンツ変換なんて、僕は知らんからね)

で、やっと「運動量」
速度はベクトルである ということは、後まわし。
(でも、ベクトルはちゃんと教えます。そもそも「状態ベクトル」をやるには、、、)

ここで、難問
力、運動量、運動エネルギーの違いを、言わんといかんなぁ

さっきの図を持ち出して、

運動量は、質量x(位置の線の傾き≡速度)
m \frac{dx}{dt}
力は、質量x(速度の線の傾き)
m \frac{d}{dt}  \frac{dx}{dt} =m \frac{d ^{2} x}{dt ^{2} }
運動量は、力のtでの積分ですから、それから言うと。
運動エネルギーは、運動量の積分のようですが、そうではないので、さっきの図ではダメです

運動エネルギーは、力のxでの積分です。
 \int_{}^{} dx m \frac{d ^{2} x}{dt^{2}}  これをdx/dtをvと置くと、= \int_{}^{} m \frac{dv}{dt} dx= \int_{}^{} dv mv= \frac{1}{2} mv ^{2}
感じとして、

      運動量は、「速さ」x「重さ」 (1tの車の100Km/hと10tのブルの10Kmは同じ)
      運動エネルギーは、ガソリンの消費量

です。
でも、ガソリンの消費量が、「運動」エネルギーというのが、何か引っかかります。
(嫁さんは、気づきませんでしたが、、、)
単位は合ってますし、1Lで1tの車を5Km動かす「エネルギー」でいいのですが、

      それを「運動」エネルギーというのは、何か変なような気が、、、

あっ、ガソリンが燃焼した熱エネルギーが、運動のエネルギーに変わったわけですね(納得)

今日は、ここまで。
次は、「位置」を含めて「ベクトル」について。

尚、p演算子の説明が必要になった時点で、この記事を「微分」の形で復習するつもりです。


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