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角運動量①~質点系の回転運動~

◉等速円運動以外の円運動では接線方向にも加速度が生じる。

 

円運動の基本式:v=rω a=v²/r

 

上記はあくまで等速円運動の場合。

すなわち、加速度(a)は円の中心方向に生じます。

 

しかし、等速円運動でない場合は、中心方向に加えて接線方向にも加速度が生じます。

 

接線方向の加速度(at):at=dv/dt

            ここで、円運動においてv=rωより、

             at=rdω/dt

                   ※dω/dtを角加速度といいます。

 

接線方向について運動方程式を立てると、

mrdω/dt=F

両辺にrをかけて、

mr²dω/dt=rF

このときのrFが力のモーメントと呼ばれるものであります。

 

一般にN=rFで表されます。

月は地球に向かって落ちている

◉月も地球に向かって落ちている。

 

ニュートンはリンゴは手を離せば落ちてくるのに、どうして月は落ちてこないのだと考えました。

 

落下運動と円運動には境界があると考えられていましたがニュートンはいよいよその境界を発見することはできませんでした。

 

そこで、「境界なんてない。月も地球に向かって落ちてきているのだ。」と考えました。

これが円運動の始まりです。

エキゾチックな原子。

◉原子を構成する電子の1つが素粒子に置き換わった状態の原子を

 エキゾチック原子といいます。

 

正確には、①より重く

     ②負の電荷をもつ

     ③比較的安定な

素粒子と置き換わります。

 

エキゾチック原子を構成する素粒子の例

→ミュオン、π中間子、k中間子、反陽子、シグマ粒子など

 

これらは1原子につき1つしか存在しないので、パウリの排他律が存在せず、すべての軌道をとることができます。

 

このエキゾチック原子の生成から崩壊までの過程は様々な分野の物理現象が複雑に作用しているので、様々な研究に役立つ原子であります。

左右の区別?

◉左右の区別とは鏡面対称性の有無

 

カイラル:鏡映対称性を持たない状態

カイラリティ:上記のような性質のこと

 

 ??

正直理解できません。

出直します。

息抜きの力学2-力学的エネルギー保存則-

◉力学的エネルギー保存則:力学的な「能力」は勝手に増減しない

 

力学的エネルギー:運動エネルギーと位置エネルギーの和

 

▶運動エネルギーと運動量

運動エネルギー:「仕事」による結果

        ⇔『力の距離的効果』=どれくらいの力がどのくらいの距離働いたか

運動量:「力積」による結果

    ⇔『力の時間的効果』=どのくらいの力がどのくらいの時間働いたか

息抜きの力学1-運動方程式-

◉『ma=F』=質量mの物体に加速度aを生じさせたのは力Fである。

 

◉『仕事』=どのくらいの力が、どのくらいの距離働いたのか

 

◉『エネルギー』=仕事をする能力

 

◉仕事とエネルギーの関係

 →エネルギーの変化した原因は、力Fが仕事したからである。

一定ではない陽電子のエネルギー

◉正ミュオンの崩壊過程で発生する陽電子のエネルギーはいつも同じではありません。

 

正ミュオンの崩壊過程では、

陽電子

②電子ニュートリノ

③反ミュー・ニュートリノ

が生成されます。

 

ニュートリノ弱い相互作用しかしないのにどうして2個放出されることが分かるのでしょうか。

 

これは反応前後でエネルギーと運動量の保存則を考えれば解決します。

仮に、

陽電子

ニュートリノ

だけが生成されるとすると、陽電子のもつエネルギーは正ミュオンのもっていた静止エネルギーに半分になるはずです。

がしかし、実際観測されるエネルギーはそれを最大値としてそれ以下の低エネルギー観測されます。

 

この事実から、正ミュオンの過程は3体崩壊であることがわかるのであります。