力と運動

前回は力が釣り合うということを中心に話をしました。本当なら何かをつるしたときの張力のつり合いという問題を扱うところですが、これはさすがに架空電線の張力の問題で参考書に嫌というほど説明が書かれています。
自分が電験の考え方を掲載しようと思ったのは参考書に書いていない基本的な力学を紹介しようと考えたわけです。ニュートン・ジュール・ワットとは何か？３つの物理量にどんな関係があるかを説明しようってわけです。初歩的な物理や力学の解説書に記載されていますが、それでも電験だけに的を絞るなら分量が多すぎます。かといって電験の参考書の大半はそうしたことぐらい知ってることを前提に書いていますから訳が分からなくなって、正露丸を味わわず呑み込むがごとく公式や解き方の暗記に走るわけです。

F=ma

この公式の持つメッセージは非常に多いのですが、軽いものほど同じ大きさの力を加えたときの加速が大きい→動かしやすいってことを意味しています。

理論的にはツルツルの床に置かれた物体が一度動き出せば力を加えない限り加速度が加わらないので同じ速さ・方向・向きで運動を続けます。慣性の法則と呼ばれるものです。

現実にはよく磨いたスケートリンクにツルツルの頭皮だけで倒立したバイキング小峠氏を滑らせてもやがて止まってしまいます。現実の運動は摩擦力によって運動が止まるようになっています。ずっと後で解説しようと思いますが、電動機に何も負荷をつながないで電源を投入したら最初に多く電流が流れて後は少ない電流が一定に流れるのは、最初に回転させるために力をぐっと加えて、後は摩擦力に抗う程度の力を加え続けているという現象が電流計に現れているわけです。

物体の速度と同一方向の力は速さを変化させます。これは次回の仕事とエネルギーで説明します。
直角方向の力は速さをそのままに運動の方向を変えるように働きます。