角運動量ベクトルが上を向く理由と物体の動き

物理学での角運動量は、物体の回転運動を理解する上で非常に重要な概念です。質問者さんが指摘するように、角運動量ベクトルが上向きのとき、なぜ物体が上に飛んでいかないのかについては、力学的な視点から理解する必要があります。この記事では、角運動量ベクトルの方向と物体の運動について詳しく解説します。

角運動量ベクトルとは？

角運動量ベクトルは、回転する物体の回転の「量」とその「方向」を示すベクトルです。回転軸に垂直な方向を持ち、その大きさは物体の質量、回転半径、回転速度に依存します。例えば、地球が自転している場合、その回転軸に沿った方向が角運動量ベクトルになります。

角運動量ベクトルは常に回転の軸に垂直で、回転方向に基づいて定義されます。上を向く角運動量ベクトルというのは、物体がその軸を基準に回転していることを示します。

角運動量ベクトルが上を向いているからといって、物体が上に飛ぶわけではありません。角運動量はあくまで回転運動の量を表すものであり、物体が直線的に上に移動するためには外部からの力（例えば重力や推力）が必要です。

物体が「上に飛んでいかない」のは、角運動量が物体の回転に関連しているからで、垂直方向の直線的な動きとは直接関係がありません。角運動量の方向を変えるためには、外力が物体に作用し、その結果として回転軸が変化する必要があります。

物体が上に飛びたくても、角運動量自体にはそのような直線的なエネルギーを引き出す力はありません。物体が上昇するためには、エネルギーの供給が必要です。例えば、飛行機が上昇するためには、エンジンの力で上向きの推力を得る必要があります。

角運動量は物体の回転に関するエネルギーを示しますが、物体が空中に上昇するためには、加速するための別の力（推進力）が求められます。

角運動量ベクトルが上を向く場合、物体は回転していることを示しますが、その回転の方向によって物体の動きが決まります。しかし、物体が「上に飛びたい」場合には、角運動量ではなく、物体に外力が加わる必要があります。例えば、ジャンプするためには地面からの反作用が必要です。

簡単に言えば、物体が上に飛ばないのは、回転運動を支配する角運動量のベクトル方向と、直線的な上昇運動とは無関係だからです。物体が空中に飛び上がるためには、別の力（外部からの力）が作用する必要があります。

角運動量ベクトルが上を向いていることと、物体が上に飛ぶことは直接的な関係がありません。物体が上に飛ぶためには、角運動量とは別の外力が必要です。物理の力学的な理解を深めるために、角運動量と力、エネルギーの関係を学ぶことが重要です。