『力』の概念

『力』という概念は物理学理論でも、その根本を成す重要なものであろう。

『力』には、遠隔作用力と近接作用力の二つがあることになっている。

近接作用力。

その例には、人や機械が仕事で『力』を発揮するような場合が挙げられよう。物を持ち上げる。最近は自動車が運ぶから、重量物を人が運ぶことも少ないが。暴風の風圧に飛ばされる。川の合流点での水流間の加圧力。摩擦力。津波の水圧。ロケットの打ち上げ推力。電気洗濯機の攪拌力。蒸気発電所のタービン駆動力等限りなくある。『力』を発生する原因と、『力』を受ける対象が明確だ。一般的に日常生活に関係深く認識可能なものが多い。この『力』は科学技術力としての具体的研究対象として重要な意味を持っているようだ。この近接作用力は学校理科教育での対象として、余り取り上げない。飛行機の揚力。これは理科教育でも重要な近接作用力として取り上げられる。

遠隔作用力。

物理学理論での対象となり、学校理科教育の学習対象となる様だ。重力運動。クーロン力。万有引力。

運動方程式で、質量m[kg]が加速度α[m/s²]を受ければ、その質量に『力』 f=mα [N]  が掛かることになる。質量は速度が変化しないように慣性を以って抵抗する機能を持っている。だから、質量のない物理概念体には『力』は掛からない。

〈クーロンの法則〉はその意味で、『電荷』間には『力』は生じない。それがクーロンの法則の矛盾点だ。質量のない物理概念体に、もし『力』が掛かれば、速度の変化を妨げる慣性が無いから、直ちに加速度概念のない、論理矛盾のままに無限速度となってしまう非現実世界の物理学理論となる。

〈万有引力〉はニュートンがリンゴの落下と関係付けて発見したとのお話で語られてもいる。それは余りにも有名な『力』の概念の物理法則である。〈万有引力〉の法則は、『力』の原因が、力による速度の変化に抵抗する慣性体の質量同士間だという意味だ。『力』による速度の変化を妨げる慣性の機能体である質量が、逆に遠隔作用の引力の発生源であると言う誠に奇妙な力学理論である。質量と言う慣性体間に『力』が発生すると言う、そんな事があり得るのかと疑問に思う。確かに、日常感覚として地球上で落下運動の加速度現象を解釈するには〈万有引力則〉は感覚的に納得し易く、深く考えないならば、現象の解釈論として分かり易い。しかしその解釈に、力学理論としての論理性があるかとの疑問を打ち消すだけの論拠が観えない。

『磁力』。

『力』という概念で、身近に経験する『磁力』を取り挙げなければならない。その『磁力』にはとても深い『力』についての自然現象の意味が含まれているのだ。

この『磁力』は近接作用力か、あるいは遠隔作用力かと考えてみる。さてどの作用力と解釈しますか?

『磁力』は誰もが実際の生活上実感できる筈だ。しかし、その『力』の物理的原理、あるいは解釈法をどの様になさいますか?『磁力』はマグネットに現れる力であるから誰でも知っていよう。しかし、その物理的空間の状況をどの様に解釈しているだろうか。先ず、『磁界』とは何か?更にその空間に現れる『磁束』の物理的意味をどの様に解釈するか。そんな基本的な事から考えなければならない筈だ。初めに結論を述べれば、元々電流と言う電磁気概念さえ自然世界にある訳ではなかったのだ。それは電気現象を人が利用するに便利だからという捉え方で、定義した科学技術用概念でしかなかったのだ。だから、『磁束』も自然世界に、この空間に存在する物ではないのだ。然し人類の自然利用解釈の知恵で、優れた解釈法として編み出した叡智の賜物でもある。だからと言って。『磁束』が実在する自然界の物理量では決してない事を理解すべきなのだ。その上で、科学技術概念として如何なるものかを知らなければならない。

磁界ベクトル Hとは何か?

磁界と言う物理的空間の状況をどの様に説明するか。磁界の単位・次元は物理学では [A/m] とする。[A]は電流の単位で、その電流の流れる導体の中心から垂直の離隔距離の空間点に発生すると解釈する空間の状況を磁界 H [A/m] (= I[r/r]/(2πr²)と定義する。磁界に対して、その点で磁束が空間に生じるとする。その磁束密度をB =μoH[Wb/m²]とする。ただしμo[H/m] はその空間の透磁率として定義する。

以上の磁界の概念を理解した上で、『磁力』の物理的現象をどの様に解釈するか?という事になる。

『磁力』の強さとその状況。

マグネットを向き合わせれば、強い『力』が働く。N極と S極の二つの磁極で、同極同士を向き合わせれば、強く反発して突合せられない。異なる磁極同士を向き合わせて近付ければ、その距離が小さい程強烈に引き付けられる。

マグネット間の『磁力』の状況を『磁束』で説明できるだろうか。マグネットを近付ければ、『磁力』が急激に強くなる。その物理的原理は何だろうか?『磁束』で説明が付くだろうか。マグネットを近付けた時『磁束』がどの様に変化して『磁力』が変化すると解釈できるか❓その『何故か?』という疑問に真剣の向き合う事が物理学の在るべき姿勢だ。

『磁力』は軸性回転エネルギー流がその本源である。

  • コンパスは何故北を向くか。
  • ハリケーン、台風は何故回転するか。
  • 太陽系は何故軸性回転流か。
  • 渦潮の物理現象。
  • 地磁気は地球表面のエネルギー流が原因だ。
  • 独楽は軸性エネルギー流の姿だ。

『力』は近接作用力に在る。

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