Discussion:
剛体は力を減衰させるか?
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k-yamano
2005-07-08 08:38:03 UTC
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(問題)質量Mの物体Aと、質量mの物体Bとを、並べてA側から力Fを加える。この二物体系はどのような運動をするか?

これも極めて基本的な問題ですが質量M+mの一つの物体として解こうとすれば怒られます。AとBとの間に働く力F’を仮定してAとBそれぞれについて運動方程式を立てて連立方程式を解かなければなりません!

で、結果は F > F’ と出ます!

これは不合理ではないですか?剛体が力を減衰させるなんて・・・

あなたはどう思われますか??
t***@lbm.go.jp
2005-07-08 09:11:58 UTC
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***@lbm.go.jp
k***@rist.kindai.ac.jp
2005-07-09 11:17:30 UTC
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Kiguchi,
Shinji KONO
2005-07-09 13:03:01 UTC
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ごめんなさい。問題が理解できないので疑問が理解できない。
僕も... 戸田さんは良く理解できたな。
剛体という言葉で, x-yが一定と言っているのですか?
剛体内部では力って意味ない仮想概念ですよね。なので減衰するはずもなく...
というか F'はAB間の物性に関係した応力と言う実在の力であり, B は外から
加える F ではなく, 応力という F とは無関係の力で加速されています。
だとすれば、
F = F' + F"
AB にかかる力 Aにかかる力 B への応力
みたいな関係なはずですよね。

これもやっぱり、「力」っていう人間の感覚に基づいた概念を無理
に使うことの反作用みたいなものか?

力なんてないって割り切っちゃえば、比較的簡単になります。因果
関係の方がわからなくなるけど、でも、作用反作用って時間差ある
の? とか考えると、力とか意図を元にした因果関係だって怪しいも
のだ....

---
Shinji KONO @ Information Engineering, University of the Ryukyus
河野真治 @ 琉球大学工学部情報工学科
k***@rist.kindai.ac.jp
2005-07-10 00:37:43 UTC
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Kiguchi,
t***@lbm.go.jp
2005-07-10 02:50:58 UTC
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***@lbm.go.jp
k***@mbh.nifty.com
2005-07-10 12:11:17 UTC
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ただ、「減衰」というと、
どこかへ消えて無くなってしまう(あるいは散逸してしまう)ような
イメージがあるので、それを避けるために、
物体A自身の加速(=運動量獲得)のために
「消費」したんだと理解すれば良いのでは、
と提案してみたわけです。
物理素人の私から見ると,減衰も消費も無くなるイメージは同じように感じました。
で,自分自身を納得させるにはと思いついたのは,配分されると思えばと。
外から加わった力が,質量比に応じて配分される。それでは,それ以外の配分
方法はありえないかと。物質AにFの力が加わり続け,力が加わった時,AもBも
同じ加速度で動くならありえないと思いますが。BがAより小さい加速度で動くこと
は,無理だけど,BがAより大きい加速度で動くことは考えられるのだろうか。
剛体であるという条件から無いと考えますが,うまくは説明できません。
--
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keizi kounoike
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k***@rist.kindai.ac.jp
2005-07-12 03:00:26 UTC
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Kiguchi,
t***@lbm.go.jp
2005-07-10 02:39:23 UTC
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Post by k***@rist.kindai.ac.jp
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***@lbm.go.jp
k-yamano
2005-07-12 03:13:57 UTC
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Post by k-yamano
(問題)質量Mの物体Aと、質量mの物体Bとを、並べてA側から力Fを加える。この二物体系はどのような運動をするか?
これも極めて基本的な問題ですが質量M+mの一つの物体として解こうとすれば怒られます。AとBとの間に働く力F’を仮定してAとBそれぞれについて運動方程式を立てて連立方程式を解かなければなりません!
で、結果は F > F’ と出ます!
これは不合理ではないですか?剛体が力を減衰させるなんて・・・
あなたはどう思われますか??
自己レスで失礼します!回答めいたものを用意いたしましたので始めて紹介させていただきます。

このような場合、剛体をどのような物性、現実に存在する物体の性質の極限であるかによって異なってきます。

1)完全非弾性体(バネとしての性質を示さない堅い物体)
2)完全弾性体(いわゆる堅いバネ)
3)原子と分子とからできている通常の物体

1)だと教科書流の解き方と一致するのですが、考え方として、力が伝わったからであるというよりも、一切の変形を拒否するといった性質から

「物体Aが移動するにつれての位置の変化がそのまま物体Bに伝わった結果である」

ように捉えなければナラナイ!むしろ両者の相互作用としての力F’を仮定するよりもAとBとが一体化して移動したとして質量M+mと力Fとで解かなくてはならないでしょう・・。この極限が剛体で有るとした場合、衝突に際しては必ず一体化するのでエネルギーは保存しない!このこともどこでエネルギーを消耗するかわからないので不満が残る・・。

2)だと力はそのまま伝わりますから両者はブザー振動をして進むことになります。今度は1)とは逆にエネルギーを消耗する理由があるのに完全弾性衝突をくりかえすといった理由でエネルギーは保存されることになります。まあー、変ですね・・。

3)では、恐るべきことに対称性の自発的破れが伴うので「南部・ゴールドストーンの粒子」が出現するのだそうだ!それは電磁場の振動によってフォトンになるものか、それとも音子(フォノン)なのか?

1)2)はそもそもありえない仮想物体の物性で有るわけだが『アインシュタイン物理』では否定されるだけあって矛盾するようである・・。
k***@rist.kindai.ac.jp
2005-07-12 06:59:56 UTC
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***@mbh.nifty.com $B$5$s(B:
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Kiguchi,
Shinji KONO
2005-07-12 07:22:34 UTC
Permalink
| 恐るべきことに対称性の自発的破れが伴うので
どのような対称性を考慮しないといけないのですか?不必要な概念導入はオッ
カムの剃刀に反します。
完全非弾性衝突の場合は、時間的な対称性が破れているので、
エネルギー保存とかの対称性が破れるのは当然なんですよね。

---
Shinji KONO @ Information Engineering, University of the Ryukyus
河野真治 @ 琉球大学工学部情報工学科

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