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はてなキーワード: 重力定数とは
ひろゆきが位置エネルギーで批判されたことにまだ納得がいってないらしく、またTwitterで喧嘩を始めているので少し書く。
ひろゆきは自覚していないようだが、実は説明がかなり下手である
その原因は以下の３点:
今回の「位置エネルギーは嘘」発言に関して、まずひろゆきの前提知識は
・中学で「高いところにあるものは位置エネルギーが大きいので落ちた時のダメージが大きい」と習った
・中学で「位置エネルギーU=mgh」の公式を丸暗記させられた
この前提のもと、ひろゆきは
・高いところにあるものは重力があるから落ちてきて地表にダメージを与えるのであって、位置エネルギーという謎の概念を持ち出さなくてもいいのでは？
・hを大きくすると物体が宇宙空間に行くが、そうなると物が落ちてこないので地表へのダメージが0になる
と考え、「位置エネルギーは便宜上導入された本来不要な物」と結論づけた
この結論がおかしいのは、我々の前提知識とひろゆきの前提知識が違うこと、またひろゆき自身の誤解によるものである
・宇宙空間では無重力であり、地球の重力が働かないと思っている
・位置エネルギーU=mghは様々な仮定の下で成り立っていることを知らず、普遍的なものだと思っている
U=mghは、重力による力F=-mgが一定であり（地表近く）、地球と対象の物体しか存在せず、他の星やその重力による影響が無いと仮定した時に導出できる
ひろゆきのように宇宙スケールで考える場合、重力による力Fは地球からの距離rの2乗に反比例するためF=-GMm/r^2になり（Mは地球の質量、Gは重力定数、rは地球の中心から物体への距離）、位置エネルギーU=-GMn/rとなる
したがって、物体の高さrをどれだけ高くしようとも地球の重力のみが働くので、無限時間待てば物体は必ず地球に落ちてくる
さらに重力が距離によって突然消えてなくなることはないので、ひろゆきの言う「重力圏」の外でも重力は働いている
「突然落ちてこなくなってエネルギーが０になる」という発言は、これらの勘違いが生んだ明らかな誤りである
中学でU=mghを覚えさせられた人にとって、位置エネルギーが計算を楽にするための謎の概念に見えてしまうのはしかたがないので、「位置エネルギーなんか使わず重力で落下ダメージを説明すべきだ」という結論に達してしまうのは少し納得できるが、場のポテンシャルや力を学んだ人にとっては何を言っているか分からなくなるので、結果としてひろゆきとそれ以外の人とが分かり合うことはない
ひろゆきは「頭の悪い人にもわかりやすく説明したつもりだが、なぜ分からないのか」と配信で愚痴っていたが、ひろゆきの前提知識が特殊すぎるせいでそうなっている
位置エネルギーひとつを取ってみても、背後には様々な仮定や理論が存在する
それらを完全に無視して、中学の時に習っただけの知識から独自の解釈や物理学を発展させるのは非常に良くないので、まずは勉強をし直すことをおすすめする
ひろゆきが頻繁に言っている「位置エネルギーではなく重力で説明」という表現がなぜおかしいのかが分かるようになるまで勉強し理解することができれば、それを他の物事にも応用し、世界をより深く理解できるようになると思う
言い換えはそんなものじゃないでしょうか。
で、後半部分ですが、厳密に言えば大小に関わらず相対性理論によるわけで、その時点でニュートン力学から外れるし、量子力学の影響とか、「恐ろしく厳密」ならばニュートン力学だけじゃ不足なのは自明じゃないでしょうか。
ただ、「そういう意味ですか？」と聞かれると「どういう意味ですか？」と思います。
わたしの「力学の話をするときには「力」という言葉をもう少し丁寧に扱ってほしい。重力定数と重力加速度と力（重力、引力、引く力 etc.）は違うものだから。」という部分に対してなら、例えば、http://anond.hatelabo.jp/20091230202457の
ニュートン力学で言えば、地球が物体を引く力は一定で、物体が地球に向かって移動する力は質量に依存するので一定。
物体が地球を引く力は、それぞれの物体の質量に依存して異なるが、地球の質量は一定なので、重い物体の地球を引く力の方が大きい。
について、
「地球が物体を引く力は一定」は「地球が物体に及ぼす重力加速度は（両者の重心間の距離が一定ならば）一定」か「地球が物体を引く力は物体の質量（と両者の重心間の距離）に依存する」
「物体が地球に向かって移動する力は質量に依存するので一定」は「物体が地球に向かう加速度は重力加速度に依存するので一定」
「それぞれの重力定数をga,gb,ge」は「それぞれの（重心間距離が等しい初期の）重力加速度をga,gb,ge」
とか、回りくどい説明をしなくても、
「質量が大きい物体ほど引力が強いので地球が大きく動き、早く接触する」
でよいのでは。
でもって、別々ならそうなんだけど、同時に、となるとまた別の話が必要で、重い物体の方に僅かに地球が寄り、地球の表面は平面ではなく曲面だから、距離的な差が生まれる（たぶん）っていう形状的な話になって、そうすると落下する二つの物体間の引力を無視するのはナンセンス、と言う話になって、さらに地球上の3次元的な重力分布の偏りも（互いの重心距離や接地面との垂直方向や距離を考慮するならば）考慮しなければと言う話が、結局何をもって「同じ高さ」とするかという話になって、そうすると距離、つまり長さの定義（つまり光速）の精度に収まる話なのか、という問題も出てくるわけで。
あ、月や太陽の話を忘れた。
http://anond.hatelabo.jp/20091230234610
まぁ要すると、そこまで考えると「地球」というもの自体を厳密に定義しなきゃいけなくなるよね。現実の地球は複雑不安定過ぎて話にならないから。
「ニュートン力学までしか習わない小・中学校だと、空気抵抗が無いと同じと習うこともあるので、」という部分について「ニュートン力学までしか習わない」という表現が不正確というか無意味というか、「ニュートン力学までしか習わない」から同じと習うわけではないということ。
あと、力学の話をするときには「力」という言葉をもう少し丁寧に扱ってほしい。重力定数と重力加速度と力（重力、引力、引く力 etc.）は違うものだから。
ニュートン力学で言えば、地球が物体を引く力は一定で、物体が地球に向かって移動する力は質量に依存するので一定。
物体が地球を引く力は、それぞれの物体の質量に依存して異なるが、地球の質量は一定なので、重い物体の地球を引く力の方が大きい。
物体の質量 A,B 地球の質量E それぞれの重力定数をga,gb,geとしたときに 重い方をAとすると
Agc/A = Bgc/B は一定になるが Ega/E > Egb/E では、gaの方がより大きな加速度になる。小数点が何十個つくのかしらないけれど、地球もごく僅かに物体側に移動する。
って話。
ただ、こんなことをいくら言い始めても、
そもそも、地球上では、空気抵抗は無視できないので、空気抵抗は無視するという付帯事項その物がナンセンスで
実際は、空気抵抗をより受けない方が先に落ちるが正解。
http://anond.hatelabo.jp/20090202064637
むしろ私は科学を学ぶ内に創造主としての神を信じてやっても良いような気持ちが生じて来た。
カオスとしてのこの宇宙の構造を生み出す見事な法則を定めた奴は誰だ。
重力定数や光速、各素粒子の質量や電荷その他パラメータを与え、
また宇宙の始まりにおける初期条件を与えたのは誰だ。
だがこの宇宙を支配する法則がどこまで解明されようとも絶対に解らないことが判っている、
それはこの世界への親愛の情を通して増幅され、
そいつは、私を極とした私が知り得る限りの私の球座標世界を r→1/r と裏返したような
知覚の埒外の世界の∞の果てに居る、矮小な私自身の荘厳な虚像にして、
