2021年11月18日

物理がわかる実例計算101 KBB

 

物理の問題は数字で表すことができて初めて少しわかったということになる・・・・というケルビン卿の言葉がまえがきにある。そのとおりじゃあ!!  それこそワタクシが感じていたことじゃあ。。。。
高校物理で記号計算で終わって数字がないと もどかしさを感じた・・・気がする。数十年まえだが(笑)
実際に数字を入れるとどうなるか・・・ ちょっとワタクシが試した事を紹介しよう。

電子を電場に置く。電荷q, 電場E、電子の質量をmとする。f = m a = q Eである。これから加速度 aは a = qE/m である。E = 1V/mとしよう。q ≒ 10^-19, m ≒ 10^-31として概算する。

a ≒ 10^12 m/s/s  である。  すっごーーーい加速度であるぞ。1秒後には光速を遥かに超えてしまうで。。。。。 光速 c = 3×10^8   

うむうむ。指数表示が美しくないなあ。

で、電場の1V/mはさしたる強さではない。平行平板コンデンサでも実現できる。

では電子の速度はどこまで上がるか?  特殊相対論で光速が上限である。そこまで電場で加速できるか・・・・ なんて想像するわけだが。
実際には電場1V/mが無限長に存在するわけではないので電子の加速は電場の終わりで止まる。

平行平板コンデンサの距離dをかんがえよう。これが d = 1m としたら?  
μs のオーダーで電子は1m飛んでプラス電極に着いて終わりですね。

a ≒ 10^12 m/s/s  というすっごーーーい加速度で1秒間加速するって事はできないのざます。
まあここらも数字入れたらすっごーーーい加速度が出た!!  で終わるのではなくて、そこから考えるのだよ、ちみぃ。
数字を入れて初めて少しわかった気になる・・・・ ケルビン卿のようなエライ人が言うとったわけだが。

そこいくと大学の物理等でも記号計算で終わってしまうのは不満だなあ。それは物理を定量的に扱っていない、まだ定性的な領域なのであるぞバカタレ。

技術系の国家資格では例えば無線技術士や電験などでは答えは数字で出すものが多々ある。だが記号で終わるだけの問題もある。ようだ。ここも数字だすのが正しい方向であるとワタクシは捉えている。特に工学系は数字がなければ意味はないのである。
現場で数字無しで仕事ができるかバカタレ・・・・なんちゅーて。
ただ、これらの試験でも数字の有効桁数は小さい。Πは3.1で計算しろとか指定があったりする。電卓使用も可能である試験もある。電卓は関数電卓は除く。四則演算だけだよん。

上の本は大づかみに計算して・・・なのだが、電卓はあるし計算ツールもあるのでそういうの使ってもよいがな。要は自分で試してみる、自分で計算してみる、という作業が必要なのであーーーるという話だ。
本を読んだだけで分かるという超・便利な頭脳を持つヤツらは別にしてワタクシのような凡庸なオツムで長く生きていると自分で何かヤラない限り 分かった気分にならないのである。
本を読んだだけでホームランが打てるか? 本を読んだだけで電験の問題が解けるか?  Youtubeの英語の動画を見ただけで英語ができるようになるか?   
  
  ケルビン卿の言葉は物理だけの話ではないのである。少しわかったというレベルになるためには自分で数字ださないとアカンのである。
そしてワタクシは某予備校での数学の先生の言葉を思い出すのである。
わかるという事と できるという事とは次元がちがーーーう。

受験生は問題が解けて初めて出来るレベルだ。
技術者は所望の製品が完成して初めて出来るレベルだ。
で?  

posted by toinohni at 09:00| 東京 ☀| Comment(0) | 物理科学雑学 | このブログの読者になる | 更新情報をチェックする
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