白熱教室海外版アンコール MIT白熱教室(1)「重力とエネルギー保存の法則」

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この番組のまとめ

初心者にも分かりやすく物理学の魅力を伝えます。 これまでは疑問にも思わなかった事を君たちは 物理学の問題として考えるようになる。 シリーズ第1回のテーマは地球上の ありとあらゆるものに影響を与える…そして物理学の最も基礎となる法則。 ♪~物理学においては 測定には誤差が付き物だという事をまず 知らなくてはいけない。 これは 実験物理学においてはとても重要な事なんだがどの学校でも教えないしどの教科書にも書かれていない。 「プラスマイナス 1mm」という事で いいかな?誤差は 1mm。

そして 1秒後には落下の速さは 9.8メートル毎秒になる。 ちなみに 月での重力加速度は地球のだ。 明らかに 羽根への空気抵抗の影響は 野球ボールと比較してとてつもなく大きい。 だから 羽根と空気抵抗について考えれば彼は 明らかに正しい考えを持っていた。 それに もちろんガリレオだって羽根では うまくいかない事は承知していたはずだ。 この偉大な科学者の名誉を守るため1971年に アポロ15号の宇宙飛行士デビッド・スコットは月で ある実験を行った。 そこで スコットは 羽根とハンマーを持って 実験した。

しかし 測定には当然 プラスマイナスの誤差が含まれる。 それは ストップウオッチを押す私ウォルター・ルーウィンの反応による誤差だ。 私がストップウオッチを押す時は いつでも0.2秒の誤差があるという事だ。 それで いいかな?では 10回やるのは なぜか?それは 測定した数字が出てこの数式を10で割るとTは 数字 プラスマイナス0.02秒まで求める事ができるからだ。 公式の答えと実験結果がどれくらい近いものになるか試してみよう。 すると ここは…プラスマイナス 0.2秒。

「エネルギー保存の法則」です。 君たちの ほとんどはなじみがないだろうが物理学では よく使うエネルギーの単位だ。 エネルギーの単位では最も一般的なものだ。 これは…正確には「重力による 位置エネルギー」だ。 位置エネルギーは 物体が落下するにつれて どんどん減る。 もし そんな事があれば物体の位置エネルギーは最初に Aにあった時よりも増加している事になる。 そうなると 世界のエネルギー問題はあっけなく解決だ。 それは 物理学の 最も聖なる掟「エネルギー保存の法則」に反する事になる。