ここから本文です

キャットバードさん(wak)のこの回答が凄い。 > 落下速度は時間に比例「V=gt」し...

ghj********さん

2019/4/1416:25:57

キャットバードさん(wak)のこの回答が凄い。

> 落下速度は時間に比例「V=gt」し、落下距離は時間の2乗に比例「落下距離=(gt^2)/2」します。

https://detail.chiebukuro.yahoo.co.jp/qa/question_detail/q142063223...

この人って、ニュートン力学のほんの入り口すら微塵も理解していないことがわかります。
正しくは、重力加速度g(r)は地球の中心からの距離によって変化するので、
V(t)=∫g(r)dt
落下距離=∫V(t)dt
です。この人は、宇宙の真理を解き明かしたいと思うのであれば、なぜ、微分積分くらい勉強しようとしないのでしょうか?

補足何だかんだと言って、キャットバードさんは私のおかげでまた一つ物理の勉強ができたということだね。しかし、このペースだと一生かかっても高校物理がマスターできるかどうかというところだよ。もっと、気合いを入れて勉強した方がいいよ。

閲覧数:
200
回答数:
6

違反報告

ベストアンサーに選ばれた回答

fut********さん

2019/4/1422:51:08

面白いな(笑)

しかし『砂付近』さんってどちら様?

本物のスナフキンさん?それとも海辺の砂付近さん?

(笑)

質問した人からのコメント

2019/4/21 10:20:26

コメントありがとうございました。(笑)

ベストアンサー以外の回答

1〜5件/5件中

並び替え:回答日時の
新しい順
|古い順

wak********さん

2019/4/1820:27:05

砂付近さんは、>U = -GMm/rになるわけ。なぜ、マイナスになるかの説明が難しい<と、位置エネルギーUがマイナスになる理由が「wakarimasenn」「wakarimasenn」と激しく主張されました。では、私がきっちり説明致します。

ある位置にマイナスの位置エネルギーが実際にある訳ではありません。何故なら、この宇宙にマイナスのエネルギーは無いからです。
例えば、物質と反物質が瞬間に対消滅し、光エネルギーとなったとします。物質が消滅したので重力はなくなりました。ですから、もうその位置に位置エネルギーはありません。
このことからも、位置エネルギーがあるのではないことが分かります。

質量から遠ざかると、外力を受けない物体の速度は落ちます。つまり、運動エネルギーが減少します。逆に、質量に近づくと、外力を受けない物体の速度は速くなります。つまり、運動エネルギーが増加します。

ですから、ここからxだけ質量から遠ざかると、運動エネルギーはUだけ減少するので、ここの位置エネルギーUはマイナスです。これは、全ての位置の運動エネルギーKと位置エネルギーUの合計を一定値にするための工夫です。

例えば、プランク質量mp同士がプランク距離lp離れてあるとします。(プランク長の超ひもが振動している粒子は、プランク距離より近づけません) 。ここから、片方のプランク質量を無限遠に移動させるのに必要なエネルギーを計算します。
万有引力F=GMm/r^2
です。rが増える方向を正とするので
万有引力F=-GMm/r^2
です。そして、プランク質量mp同士なので
万有引力F=-Gmp^2/r^2
です。

力を距離で積分する(全ての位置の力を合計する)とエネルギーになります。ですから
片方のプランク質量mpをプランク距離lpから無限遠に移動させた時減少する運動エネルギーE=∫(-Gmp^2/r^2)dr積分範囲:lp→∞=-Gmp^2∫(1/r^2)dr積分範囲:lp→∞=-Gmp^2[(1/-1) r^-1] lp~∞=Gmp^2[ r^-1] lp~∞= Gmp^2/∞- Gmp^2/lp=0- Gmp^2/lp=- Gmp^2/lp=-G×{√(ħc/G)}^2÷√(ħG/c^3)=-√(ħc^5/G)=マイナスプランクエネルギー=①
です。
そして、プランク質量mpからプランク距離lpの位置にあるプランク質量mpの位置エネルギーU=-Gmp^2/lp=-√(ħc^5/G)=マイナスプランクエネルギー=②
です。このように①=②です。

この様に、プランク距離lpから無限遠にプランク質量mpを移動させるには、運動エネルギーが位置エネルギーUだけ減少するので、位置エネルギーUはマイナスです。

砂付近さん、このような高校の物理や数学の教科書の内容をやり取りするのは退屈です。私は未解決問題を研究しています。既に解明された問題では渾身で取り組めません。
砂付近さんは、物理を独学なさっているそうですが、出来ましたら私を巻き込まず、お一人で物理を再履修されてください。お願いしますよ。

ところで砂付近さんは、>V(t)=∫g(r)dt 落下距離=∫V(t)dtです。<と「加速度を時間で積分して落下速度を求めるのだ。また、速度を時間で積分して落下距離を求めるのだ」と激しく主張されました。
では、砂付近さんにお尋ねします。加速度を時間で積分して落下速度を、落下速度を時間で積分して落下距離を求めてください。
それとも、砂付近さんは「wakarimasenn」さんですかね。

また、追加で砂付近さんにお尋ねします。『ブラックホールはものを吸い込む』のですか。もしそうなら、ブラックホールがものをチュウチュウ吸い込む速さを、積分を使って求めてください。お願いします。ワロタwwwwwwwwwww(^^)/

返信を取り消しますが
よろしいですか?

  • 取り消す
  • キャンセル

wak********さん

2019/4/1720:16:31

アラ還物理独学者砂付近さんは、「エネルギー保存の法則」を何かから丸ごと写経されました。ですから、「位置エネルギーU」と「エネルギーの保存則」の求め方を詳しく解説します。

万有引力F=GMm/r^2
です。エネルギーE=力F×距離Lです。ですから、エネルギーEは全ての距離における力Fを合計したものです。したがって、全ての距離rにおける万有引力Fを合計すると、位置エネルギーUを求めることが出来ます。
つまり、万有引力Fをrで積分すれば、位置エネルギーUが求まります。∴
U=∫Fdr=∫(GMm/r^2)dr= GMm∫(1/r^2)dr= GMm∫(r^-2)dr= GMm(1/-1) r^-1=- GMm/r
です。これで「位置エネルギーU=- GMm/r」が求まりました。

次に、「力学的エネルギー=運動エネルギーK+位置エネルギーU=一定」を証明します。
F=ma (m=質量、a=加速度)
です。両辺に速度vを掛けると
Fv=運動量=mva
です。加速度aは速度vを時間tで微分して求めます。∴a= dv/dtです。したがって
Fv=mv (dv/dt)
です。

速度vを時間tで積分すると(全ての時間tにおける速度vを合計すると)距離Lとなります。仕事W=力F×距離Lです。したがって左辺を時間tで積分すると
∫Fv dt=物体になされた仕事W
です。

右辺を時間tで積分すると
∫mv (dv/dt)dt=∫(mv) dv
です。mvを初速vから終わりの速度Vまで速度で定積分すると
m×1/2[v^2]v~V=(1/2)mV^2-(1/2)mv^2
です。
これが物体になされた仕事量Wなので
①W=(1/2)mV^2-(1/2)mv^2
です。

全ての位置xにおける力を合計すると(力Fを位置xで積分すると)位置エネルギーUとなります。つまり位置エネルギーUを位置xで微分すると力Fとなります。位置エネルギーUはマイナスなので
F=-(dU/dx)
です。

両辺を位置xで積分すると
∫F dx=仕事量W=∫-(dU/dx)dx=-∫1dU
です。-1を最初の位置エネルギーuから終わりの位置エネルギーUまでエネルギーで積分すると
-[U]u~U=-U+u=②u-U=W
です。
①と②より
(1/2)mV^2-(1/2)mv^2= u-U、(1/2)mV^2+U=(1/2)mv^2+u=一定
です。

これで、運動エネルギーK+位置エネルギーU=力学的エネルギー=一定
であることが証明されました。

wak********さん

2019/4/1619:40:18

質問者の砂付近さん、こんにちは、若竹彦です。砂付近さんはもう十年近くキャットス*ト*―*カ*―されていますね。お疲れ様です。
今度は、「落下」を独学なさっているのですね。それは大変良いことです。

長くなりましたので、一旦ここでまとめます。
以前、砂付近さんは『ブラックホールはものを吸い込むのだ』と激しく主張されました。それでこのご質問を立ち上げられたのですね。

貴方が参照された質問は、「ブラックホールに吸い込まれた人っているんですか? 」です。この文章から私はこの質問者さんを、①「高校物理基礎」を理解しているレベルの人と判断しました。そこで、①で学習する公式「V=gt」と「落下距離=(gt^2)/2」を使い「ものはブラックホールに落下します」と説明しました。

確かに砂付近さんのおっしゃるとおり、②『重力加速度g(r)は地球の中心からの距離によって変化する』のです。
そして砂付近さんは、『V(t)=∫g(r)dt 落下距離=∫V(t)dtです。』と「落下速度は重力加速度を時間で積分して求めるのだ。落下距離は落下速度を時間で積分して求めるのだ」と激しく主張されました。

しかし、⑩重力加速度g(r)を時間tで積分して速度V(t)を計算することは困難です。これは質問者さんの理解を超えると判断し、私は上記のとおり「簡便法」で説明しました。

砂付近さんの激しいご主張⑩は至難の業です。それを説明します。
「地球の中心点に全質量が集中している状態」を仮定すると
gh=g0{re/(re+h)}^2 {gh=高度hの重力加速度(地下の場合は-h)、g0=地表の重力加速度、re=地球の半径、h=高度}
です。
g0=9.8[m/s^2]、re=6×10^6[m]、落下する物体Aの位置(re+h)=x[m]とすると
重力加速度g(r)=9.8[m/s^2]×(6×10^6[m]/x)
です。

重力加速度g(r)=g0=9.8[m/s^2]で変化しないと仮定すると、不定積分により落下する物体Aのt秒後の落下速度V(t)と、その落下距離Lを求めることが出来ます。

重力加速度g(r)を時間tで不定積分すると
V(t)=∫g(r)dt=∫9.8dt=9.8t+C (C=積分定数)
です。初速度v0=0なのでC=0です。(ここでは、止まっている状態から落下するとします。速度10[m/s^2]で落下している状態から始めると、C=10[m/s^2]です。)∴
V(t)=∫g(r)dt=∫9.8dt=9.8t
です。

落下すると地球の中心までの距離は短くなるので
V(t)=∫g(r)dt=∫(-9.8)dt=-9.8t
とします。

この速度V(t)を更に時間tで不定積分すると
物体Aの位置=∫V(t)dt=∫(-9.8t)dt=-9.8×(1/2)t^2+C=-4.9t^2+C
です。物体の最初の位置を7×10^6[m](=地表からの高度1,000㎞)とすると、C=7×10^6[m]なので
物体Aの位置=-4.9t^2+7×10^6[m]
です。∴
落下距離L=2+7×10^6[m]-(-4.9t^2+7×10^6[m])= 4.9t^2[m]
です。

しかし、②『重力加速度の変化』を考慮すると上記のとおり
重力加速度g(r)=9.8[m/s^2]×(6×10^6[m]/x)
です。落下する物体Aの位置xは、時間の経過と共に変化します。ですから、③x=f(t)と位置xを時間tの関数で表現しなければなりません。

砂付近さんは上記ご質問のとおり、「落下速度は重力加速度を時間で積分して求めるのだ。落下距離は落下速度を時間で積分して求めるのだ」と激しく主張されました。
では、砂付近さんにお尋ねします。まず物体Aの位置xを時間tの関数で表現し、その上で重力加速度g(r)を時間tで不定積分して、Aの落下速度V(t)を求めてください。

そして、落下速度V(t)を更に時間tで不定積分し、Aの落下距離を求めてください。お願いします。

私は砂付近さんに、この様にお尋ねしました。すると砂付近さんは、重力加速度を時間で積分する方法は「wakarimasenn」「wakarimasenn」と、お経のように連呼されました。
そして、
・④『位置エネルギーは、U=-GMm/r
運動エネルギーは、1/2mv^2
なので、中心からの距離r1の位置から初速度0から落下を始めると、
0 - GMm/r1 = 1/2 mv^2 - GMm/r
v^2 = 2GM(1/r - 1/r1)
としてvが求められるのだ。』
と、四則計算を使って速度Vをお答えになられました。

落下速度が計算できるように「位置エネルギー」を設定しているのですから、これは当たり前です。「積分で落下速度や落下距離を求めるのだ」との砂付近さんの激しいご主張は、一体何処へ行ったのでしょうか? もう訳分かんねえよ・・・・(>_<)。

では、最後に砂付近さんにお尋ねします。『ブラックホールはものを吸い込む』のですか。もしそうなら、ブラックホールがものをチュウチュウ吸い込む速さを、積分を使って求めてください。お願いします。

それとも、砂付近さんは毎度「wakarimasenn」さんですかね。

砂付近さんは「アラ還」ですが、勉強するのに遅すぎると言うことはありません。「老人老い易く学成り難し」です。
物理独学一生頑張ってください、砂付近ファイト(^^)/。

返信を取り消しますが
よろしいですか?

  • 取り消す
  • キャンセル

cat********さん

2019/4/1523:53:15

質問者の別IDです。どうも埴輪のwakには返信できないようなので、こちらからコメントします。

いや、ほんと毎回楽しませてくれるわ。

> 微分積分が出来ることだけがプライドだそうですね。

→ 微積なんて、出来て当り前じゃん? これが出来ないと、どこの大学(もち理系の話)にも受からないよ。やっぱ、キャットバードさんは大学入試を受けたことがないのかな? 「微積がプライドです」なんて言ったら、周りから大爆笑を受けること間違いなしだよ。

返信を取り消しますが
よろしいですか?

  • 取り消す
  • キャンセル

sun********さん

2019/4/1423:50:24

質問者君は、重力加速度g(r)を数式で表現すると豪語しているね。

僕も大変興味があるよ。是非教えてくれ給え。

みんなで作る知恵袋 悩みや疑問、なんでも気軽にきいちゃおう!

Q&Aをキーワードで検索:

Yahoo! JAPANは、回答に記載された内容の信ぴょう性、正確性を保証しておりません。
お客様自身の責任と判断で、ご利用ください。
本文はここまでです このページの先頭へ

「追加する」ボタンを押してください。

閉じる

※知恵コレクションに追加された質問は選択されたID/ニックネームのMy知恵袋で確認できます。

不適切な投稿でないことを報告しました。

閉じる