力積と仕事とトルク
力積と仕事とトルク
■力が物体に与える効果
■拡張
■空間と時間
我々の住む世界は空間と時間からなっていると(人間が)感じ取れる。「いつ」「どこ」にあるかを予測するのが古典物理学である。先人たちはその二つの量を予測できる自然法則を探し求めてきた。力学を学ぶときにこの二つの量を意識すると非常に見晴らしがいいだろう。
■空間的観点からみる物体の力による運動形態の変化
物体の運動は二つに分類出来る。並進運動と回転運動である。
仕事を考えているときは、物体は”質点”で間に合っていた。空間にある質点に力を加えたとき、物体は加えられた進行方向にまっすぐ動くだけだ。もしも重力があって床に押し付けられながら移動ているとしても、進行方向と垂直方向には力の釣り合いが働いているだけである。
ところが、剛体に力を加えたときの、進行方向と垂直方向の力の成分は物体に何らかの効果は生み出さないのか。
■仕事とトルク
力の、進行方向への距離的効果が仕事であった。力と垂直方向にはただ力の釣り合いがあるだけ。と説明を受けるが、これは
■運動量とトルク
質点から剛体へと概念を拡張すると、空間ならではの問題が生じてくる.
モーメント
力の作用線に重心を持っていこうとする働き
「時間dtをかけながら力Fがある向きに働いたから(原因)、
その向きにいきおい(運動量)がd(mv)だけ変化した(結果)」
「時間dtをかけながらいきおいの変化をもたらすものNがある向きに働いたから(原因)、
その向きにいきおい(角運動量)がd(rvθ)だけ変化した(結果)」