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2007.3.1

★コンピュータ壊れた
 原因はわからないのだが、ACアダプタの差し込み口が破損。プラグを差しても内側のピンが刺さるべき部分が中に入り込んでしまう。いったん分解して破損部分を瞬間接着剤でひっつけてもう一度組み立て。
ネジが1本余り、1本足りなくなったがまぁよしとしよう。

 なんか接触が悪くなって、時々つないでいるはずなのにバッテリが充電されない(叩くと直ったりする)。
 困ったもんだが。そういうわけで、今日一日コンピュータ使った仕事はできず。

2007.3.2

★どっちが速く落ちるの話
 続き。

 GMm/(R+h)^2    ー  Gm^2/h^2

という力が、地球と物体の間に働く、というところまで考えた。これから地球(今は質量がM-mになっている)と物体(質量m)の加速度の大きさの和を考えると、力÷(M-m)と力÷mを足せばいいから、

(GMm/(R+h)^2    ー  Gm^2/h^2)×(1/(M-m) + 1/m)

ということになる。

 ちなみに、球対称が破れるということを考慮しない場合は、力が

G(M-m)m/(R+h)^2

となるので、

G(M-m)m/(R+h)^2 × (1/(M-m) + 1/m) = G(M-m)m/(R+h)^2 × (M/(M-m)m) = GM/(R+ h)^2

となり、mによらない量となった。つまりは重い物だろうが軽いものだろうが同じ相対加速度を持つ、という結果が出たわけ。


 ちゃんと球対称性の破れまで考慮した場合は、上の式をさらに整理して、


(GMm/(R+h)^2    ー  Gm^2/h^2)×(M/(M-m)m )

となるわけだ。この量は、mが増加すると増大する(つまり、重いものほど速く落ちる)のか、それても減少する(つまり、軽いものほど速く落ちる)のか?
  ええい、ということでmで微分してみた(数式処理ソフトの力も借りた(^_^;))。

-G M  R (R + 2 h)^2÷[(R + h)^2  h^2  (M - m)^2]

という答えが出た。結果はマイナスだ!

 つまり、この設定の場合の結果は「軽い物ほど速く落ちる」ということに!!



 ここまでの話をまとめると、こうなる。

最初の考え:「重いものは地球をよく引っ張る。地球はひっぱられてわずかながら上昇するので、落下するのが速くなる」

それに対する反論:「いや待て。重いものを地上から持ち上げた分、地球は軽くなっただろう。ということは、その分万有引力が減る。その分を考慮すると今度は重いほど遅くなる。計算してみると、落下速度は変化しないぞ」

さらにそれに対する反論:「いやいや待て待て。重いものが地上からなくなった分地球が軽くなって万有引力が減るのはその通りだ。だがその減り方はもっと大きい。なぜなら今考えている物体に非常に近い部分が軽くなっているからだ。そう考えると、さっきの計算よりもっと遅くなるから、今度は軽いものの方が速く落ちることになるぞ!」

 うーん、こりゃ驚愕の結果だが、以上のようにまとめてみるとリーズナブルか。

2007.3.14

★今日の更新
 重い物ほど速く落ちる?の話。新しい結果をまとめると同時にWikiの方に移した。もうちょっと丁寧に書き直した方がいいかもしれない。

★公開講座
を夏休みにやろうと計画中。高校生向けに物理を楽しんでもらえるように(そしてあわよくばうちに入学してくれますように)、ということでやるわけだが。詳細はまた後日。

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