『宇宙と物理のしくみがわかる! すごすぎる宇宙・天文の図鑑』(天文物理学者BossB/KADOKAWA)第7回【全8話】


子どもの頃、授業で習った「太陽や星の動き」「地球の自転や公転」「重力」――。当時は難しく感じた宇宙や物理の話も、年齢を重ねた今、改めて触れてみると「そういうことだったのか」と新たな発見があるかもしれません。そんな大人の「学び直したい」という好奇心に寄り添ってくれる一冊が、『宇宙と物理のしくみがわかる! すごすぎる宇宙・天文の図鑑』(KADOKAWA)です。SNSでも話題の天文物理学者で、信州大学工学部准教授でもあるBossBさんが、遠い宇宙の神秘から身近な物理の不思議まで、豊富な図解とともにやさしく解き明かしてくれます。

※本記事は天文物理学者BossB (著)による書籍『宇宙と物理のしくみがわかる! すごすぎる宇宙・天文の図鑑 』から一部抜粋・編集しました。

【天体と物理】動きにはワケがある ニュートンの運動3法則

車は勝手てに動かない、大谷選手はホームランを打つ、私は歩くなど、私たちの周りの物の動きと力の関係を説明する物理法則がニュートンの運動3法則です。

(1)「慣性の法則」…物は、外から力が加わらない限りその状態を保つ性質(慣性)がある。静止していれば静止を続ける、動いていれば動きの速さも方向も変わらない。例えば、平らな地面の上では、エンジンをかけなければ車は勝手に動きません。

 (2)「運動の法則」…物の運動量の変化は加えられた力に比例し、その力が加えられた方向に生じます。運動量=質量×速度なので、質量が変わらない物に働く力(F)は、質量(m)×加速度(*)(a)になります。よってF=ma。例えばバットが加える力に比例してボールは加速します。

(3)「作用反作用の法則」…物1から物2に力が加われば(作用)、2から1へ向きが反対で同じ大きさの力が加わります(反作用)。例えば、足で地面を後ろに押すと地面は足を前に押し返す――だから歩けるのです。

*加速度は、一定時間にどれだけ速度が変わるかを表す量。


豆知識

ニュートンは社交嫌いで、自宅と研究室で自分の興味に没頭していました。23歳の時の様々な発見も、43歳まで論文発表せず。しかしその論文『プリンキピア』は物理史上最大の論文になりました。