物理学

高校物理で登場する「保存力」は、力学を理解するうえで重要な考え方の一つです。しかし、「仕事＝力×距離」と習っていると、遠回りした方が移動距離が長くなるため、仕事も大きくなるように感じてしまいます。実は保存力では、単純な距離ではなく「力の向き...

量子情報理論や量子基礎論に興味を持ったとき、大学の物理学科で学んだ量子力学がそのまま使えるのか、あるいは別の数学や記法を一から学び直す必要があるのか疑問に感じる人は少なくありません。量子情報理論では、物理学科の量子力学とは異なる記号や表現方...

宇宙では銀河同士の衝突やブラックホールの合体など、巨大な天体同士が影響し合う現象が起こっています。そのため「物理法則そのものも衝突したり、融合したりすることがあるのではないか」と疑問に感じる人もいるかもしれません。実際には、物理法則は物質の...

高校物理の電流と磁界の分野では、ソレノイド内部の磁場について「H＝nI」という公式を学びます。一方で、鉄心を入れたコイルでは磁力が大幅に強くなるため、「Hが変わらないなら、なぜ鉄心によって磁石や鉄を引き付ける力が強くなるのか」と疑問に感じる...

円運動や糸につながれた物体の運動を考えるとき、重力をsinやcosで分解する場面があります。しかし、「物体が支点より下にあるときはcos、上にあるときはsinを使う」というように位置だけで決めてしまうと混乱しやすくなります。実際には、重力を...

単振動の問題では、外力が加わる場合や加速度運動する座標系を考える場合に、どのようにエネルギー保存則を使えばよいのか迷うことがあります。特に、非慣性系では慣性力が登場するため、「そもそも力学的エネルギー保存則は使えるのか」と疑問に感じる人も多...

鋼管を矩形断面内に設置し、その周囲をグラウトで充填する施工では、グラウトの流動時に鋼管が浮き上がる「浮力」が問題になることがあります。特に、全断面を一度に充填する場合と、何回かに分けて充填する場合では、鋼管に作用する浮力の考え方が変わります...

量子場理論、特にスカラー場の理論では、裸の質量mBと繰り込み質量mRの関係を考える際に、「裸のパラメータは発散している」という説明と、「繰り込み群の不動点へ向かうために有限な臨界値へ調整する」という説明が登場します。一見すると、裸の質量mB...

加速度を持つ座標系（非慣性系）で力学を考えると、慣性力という見かけの力を導入する必要があります。そのとき、通常の慣性系で使っていた運動方程式やエネルギーの考え方がどのように変化するのかは、大学物理で多くの人が疑問に感じる部分です。特に、非慣...

現在の世界標準時刻は、原子時計による非常に正確な時間と、地球の自転によって決まる時間のずれを調整しながら維持されています。その調整方法として長年使われてきたのが「うるう秒」ですが、今後は大きな時間単位での調整へ移行する方向が検討されています...