今更語る運動方程式のすごさと意味

こんにちはです、

しゅんざむらいです

今日は運動方程式　F=ma　について適当に話します。

え？そんなの知ってる？

ええ、高校の物理を勉強した人なら当然知ってる方程式ですよね。

でも、式として知ってるだけで、その意味を考えながら使う事は少ないのではないでしょうか。僕もその一人です。

それでは、この運動方程式がどんな意味を持つのか、考えてみましょう。

まず運動方程式を普段はあまり使わない文系の方のために、文字の意味をおさらいします。

左辺のFは、物体にかかる力を示しています。単位はニュートン[N]。

右辺のmは、質量。単位はキログラム[kg]。aは加速度[m/s^2]です。

式を日本で訳すと、「物体にかかる力は、質量と加速度の積に等しい」です。

これは一体どういう事なのでしょうか。

皆さん、力と質量は想像できますよね。

この運動方程式をわかりずらくしているのは、加速度です。

加速度とは、速度の微分、つまり変化量です。

簡単にいうと、一瞬前の速さと、一瞬後の速さの差です。

このことを踏まえて、実際の例を考えてみましょう。

トラックにぶつかった時、人が吹き飛ばされる例を考えます。

人はその場に突っ立っているすると、人に加わる力は、トラックの重さ×速さになります。(トラックはぶつかった直後停止し、触れた時間も一瞬とします)

そんな力、人間が耐えられるわけありませんよね。(具体的な数値は出すのめんどくさいから自分で計算してみてください。)

トラックの速さがそのまま掛け算されているのは、人が止まっているからです。

加速度は、速度の差でしたよね。

つまり、人がトラックと同じ方向に走っていれば、力は小さくなります。

これで、ボクシングがなぜ階級分けされているのか、もうわかりましたね。

力は質量と加速度の積ですから、重い人のパンチは強いということです。

「こいつのパンチ、重いっっっっ！」

という表現は、運動方程式からきてるんですね。彼らはさらに、仲間への想いや夢を載せてパンチするわけですから、その質量は相当なものでしょう。(漫画の世界では夢や想いに質量がある！？)

ちなみにこれもありますよ。

「攻撃された瞬間、後ろへ下がって衝撃を吸収しやがったっっっっっ！」

これは、加速度を小さくしたということですね。一瞬前の速さと、一瞬後の速さの差が小さくなっているわけですから。

こんな風に、勉強した科学と現実がマッチしたら、面白くなりませんか。

そんな感じで、

ではまた。