カテゴリー: 物理の約束

はい、いきなりですが質問です

いまは何時でここはどこでしょうか？

正解。ただ、半蔵門のスタジオと言ってもちょっと曖昧なので、もうすこし正確に言うと、東京都千代田区麹町１丁目７番地です

場所や時間を伝えるためには、長さや時間の単位だけでなく、基準となる点、原点を決める必要があるということです

例えば、東京都千代田区麹町は1丁目から4丁目まであって、１丁目は1番地から12番地まであります。これは千代田区が定めています

物理の世界では、こういう住所みたいなものはなくて、時間は1次元、空間は3次元の座標で表します

時間は過去・現在・未来と一直線に進むから1次元。空間は縦・横・高さの三つの方向があるから3次元です

この、時間と空間の表し方を座標系といいます

物理で使う座標系は、多くの場合、縦・横・高さの方向が互いに直角に交わっている直交座標系というものです。ほかにも、ある基準の線と、原点と位置を結んだ線との間の角度を使って表す極座標系というのもあります。

言葉で説明すると難しいけど、絵にかくと簡単だから

それから、地球上の位置を示す方法として、経度と緯度というのもあります。この表し方を使うと、この場所は東経139度44分35.66秒、北緯35度41分0.38秒です

ま、経度と緯度はこの後は使わないから。それで、この後の授業では主に直交座標系を使います。このときに、縦・横・高さだと大きさを表す言葉と間違えやすいので、それぞれ$$x , y , z$$という三つの文字を使って表します。時間は$$t$$というのを使います

x , y , z は昔っからそう、としか知らない。t は時間を表す英単語timeの頭文字です、多分

では今日の授業は以上！

星占いじゃなくて天文学の話！　今日はその続きです

いきなりですが問題です。いま何時何分で、てちこちゃんはどこにいるでしょうか

正解。それで、半蔵門のスタジオというのは、最寄駅からどれくらい？

距離で言うとどれくらいだろうか

あっさり降参してるな。最寄駅からだと約200メートルです

さて、いままでのやり取りでは、時間と距離についての質問でした。この時間と距離、長さというのはそれぞれが勝手にこれくらいと言ったら話が通じないので、先生とてちこちゃんの間で通じるように共通の単位というのを使いました

そう。物理の世界では、みんなが同じものを同じ大きさ、同じ時間で話ができるように、共通の単位を決めています。国際単位系、略してSIというんだけど、長さはメートル、時間は秒、質量はキログラムを単位としています

そう、学校でもこの教室でも、SI基本単位を使って授業をするからね

そして、ここから大事なことだが、すべての物の大きさや重さや、動いているときの速さなんかは、この基本単位との比として相対的に表される

例えば、半蔵門駅から200メートルといったときの、200メートルという距離は、1メートルという長さの単位の200倍ということだ

そう思うかもしれないけど、ここはよく理解してほしい。こういう風に、我々人類は相対的なデータを扱っている、ということです

大事なのはそこじゃなくて相対的というところね。なんせこの教室は相対性理論を教える時間だからね

そういうことです。ところでてちこは、高校の単位は取れているのか？　三者面談はずっと黙ってたそうじゃないか

それはとーやま校長先生と保護者のやっさんとの三者面談だろ！　ちゃんと聴いたよ。あと「うんちくん」は正しくは「ブリットくん」だから！

うん、知ってる

変な先生って言うな

……では早速、教室を始めたいと思う。そもそも、相対性理論とはどういう理論か知ってるか？

だよな。相対性理論というのは、時間と空間、そして質量とエネルギーについての理論だ

時間と空間はわかるよな

とりあえずそれでいい。質量とエネルギーは、これから教えてっから

それで、物理というのはまずこの時間と空間を、いまは何時何分で、ここはどこどこですとはっきり決めるところから始まる

そう。昔の人は自分が今どこにいて、時間はどれくらいで、というのをどうやって把握してたと思う？

あるわけないだろ。昔の人は、星の位置とか、木や人の影の位置や長さを見ながら、時間や場所を把握していった。そういうことから始まったのが天文学だ

天文学が発展していくなかで、星占いなども行われるようになった

『漢字欅だらけの大新年会』でやってたのを先生もみました。そういえば平手は出てなかったな

映画初出演、そして初主演。おめでとう！

映画『響』の話はSCHOOL OF LOCK!で話してもらったからここではしません。それで今日の教室はこれで終わりです