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学び直し物理

F=maとE=mc^2でそれぞれ有名なFとEはどう違うのでしょうか？

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みんなの回答

• みやど2024/04/21 06:15:13

  そもそも単位が違います。

  単に名前が違うのではなく、前者はkg・m/s^2で、後者はkg・m^2/s^2です。

  スター

  • 

    5件のコメントを見る

  • みやど 2024/04/21 07:14:36

    訂正済み（逆に書いてました）

    スター

  • みやど 2024/04/21 07:43:40

    再度訂正済み

    スター

  • minminjp2001 2024/04/23 10:39:10

    では、何故単位を違えているのでしょうか？ターゲットにしている抽象概念が違うから、ということにもなりましょうが、そっから先の説明を如何にこなすかが、教育や教養の質だと思います。中高生が物理に興味を持てるような説明をお願いします。

    スター

  • みやど 2024/04/23 11:34:58

    それだと重力F=mgと位置エネルギーU=mghの違いで説明すべきかと。

    https://www.try-it.jp/chapters-8001/sections-8195/lessons-8196/

    スター

  • みやど 2024/04/26 07:30:50

    単位で説明するのは、受験テクニックとして有効ですが、学問的には本質を捉えているので非難を浴びない受験テクニックの代表格と言えます。

    その受験テクニックを理解していないと、数理統計学の「不変性」（不偏性とは別）という学問上の概念を理解できないことになります。

    スター

a-kuma32024/04/21 13:03:58

F=ma の "F" は、Force の "F" 。




E=mc^2 の "E" は、Energy の "E" 。

スター

• 

  1件のコメントを見る

• minminjp2001 2024/05/01 07:50:48

  回答ありがとうございます。

  ・・・・なんですけど、解りたいのはそこから先の話なんですよね。

  Wikipediaでエネルギーの項目を見ると、エネルギーの概念が分化したのはつい最近19世紀後半のことであって、それ以前は力の概念ですらｍｖと考えられたりしていた（デカルト）、と書いてあるのです。ですから分化する時に何を慮ってその結果どういう利得があったのかというところを解りたいんですよね。

  スター

rsc2024/04/21 13:10:10

Fは力で、Eはエネルギーです。力を変位で積分したものはエネルギーの変化量(仕事)に相当します。(^_^;

ちなみに、力を時間で積分すると運動量の変化量(力積)になります。

ここまでは古典力学で、E=mc^2は相対論の話になります。(^_^;

それから、質量は、素粒子自体のものは1％程度で、残りの99％は強い力(核力)のエネルギー由来のものらしい。E=mc^2

https://lab-brains.as-1.co.jp/enjoy-learn/2022/08/38500/

スター

• 

  8件のコメントを見る

• rsc 2024/04/26 06:51:05

  　さらに、「E=mc^2により、重力の位置エネルギーが増加すると物体の質量も増加」するらしいです。と言っても、その増分もc^2に比べて、非常に小さいので、ふつう無視していいのですが。(^_^;

  https://jp.quora.com/E-mc-2%E3%81%AB%E3%82%88%E3%82%8A-%E9%87%8D...

  スター

• minminjp2001 2024/05/01 08:02:38

  Wikipediaでエネルギーの項目を見ると、エネルギーの概念が分化したのはつい最近19世紀後半のことであって、それ以前は力の概念ですらｍｖと考えられたりしていた（デカルト）、と書いてあるのです。ですから分化する時に何を慮ってその結果どういう利得があったのかというところを解りたいんですよね。

  そんでEとFの関係ですが、ド素人的に一歩踏み込むと、例えば、F=ma とE=mc^2なんだから、mに着目し代入して、E=(F/a)Cっていうのも理解としてはOKなんですかね？

  スター

• rsc 2024/05/02 07:42:51

  古典物理学のニュートン力学と電磁気学(マクスウェル方程式)の矛盾(光速度不変)から、相対論や量子論へと発展したような。(^_^;

  https://detail.chiebukuro.yahoo.co.jp/qa/question_detail/q121323...

  スター

• rsc 2024/05/02 08:38:33

  F=maは古典力学由来で、E=mc^2は、相対論由来だから、ふつう駄目じゃないの。

  相対論的力学には、その運動方程式があるようです。

  d/dt(m_0 v/√(1-β^2))=F ... (β=|v|/c)

  

  基礎 物理学演習

  • 出版社/メーカー: 共立出版
  • メディア: 単行本

  スター

• minminjp2001 2024/05/04 09:29:44

  >F=maは古典力学由来で、E=mc^2は、相対論由来だから、ふつう駄目じゃないの。

  とりあえず「まぜるな危険」であると覚えておきます。

  調べていくと、FやEの他にPっていうのもありますよね。「運動量」ってことですが、これもFとどう違うのか、なぜ違えているのか、混同した場合何を失うのか、が理解できません。上手い説明方法無いものでしょうか？

  スター

• rsc 2024/05/04 23:10:31

  Pは運動量で、Fを時間積分したものが運動量の変化量(力積)になります。(^_^;

  ちなみに、高校では運動方程式は、F=maでしたが、大学の教養の物理では、F=dp/dtだったような気がします。(^_^;

  https://www.eee.kagoshima-u.ac.jp/~watanabe-lab/Phys2019/%E7%89%...

  https://manabitimes.jp/math/1260

  E=mc^2の式は、相対論的運動方程式にｖをかけてｔで積分(結局、変位積分)して導出されるようです。(^_^;

  https://physics-world.sakura.ne.jp/relativity/re4.PDF

  スター

• minminjp2001 2024/05/10 05:23:15

  いろいろ回答ありがとうございました。

  「なるほどわかりません状態」ですが。

  スター

• rsc 2024/05/10 21:24:54

  わかりにくかったですか。残念。(^_^;

  スター
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この質問へのコメント

• miharaseihyou2024/05/20 01:02:56
  https://www.cimarosa39.com/
  　
  とりあえずお勧めのサイトを貼り付けておきます。
  物理学の”そもそも”を初歩から解説してくれるサイトです。
• minminjp20012024/05/23 07:33:32
  ありがとうございます。このサイト執筆者は優秀な説明家ですかね。
  ネット時代になって子供の頃から納得理解できなかったいくつかの問題が納得できるようになりました。
  虚数の存在意義、宇宙遊泳飛行士はなぜ噴射で姿勢制御できるのか、ステレオレコードはなぜ一本の溝で記録できるのか、「わかる説明」にたどり着くまでに模索が必要でした。以前投稿した、「アコギはなぜ大きい音が聞こえるのか」にはついてはよい説明に出会っておりません。
  
  

質問の情報

登録日時

2024-04-21 05:55:42

終了日時

2024-05-21 06:00:07

回答条件

1人50回まで

この質問のカテゴリ

• 学習・教育

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