受験用の裏技

アインシュタインもやっていた!? 頭の中で、実験しよう!

どうも、かきのたねです。

今日は頭の中で実験する方法について解説していきます。

アインシュタインは相対性理論を作ったとき、頭の中で実験していたと言われています。これは実は誰でもやっていることであり、思考実験と呼ばれています。

まずは簡単な例で見てみましょう。

思考実験の簡単な例

水平な床の上で、車がブレーキをかけることをイメージしてみよう。ブレーキをかけた後、車はどのように運動していくだろうか?

アスファルトの上では、車はすぐに停止するだろう。しかし北海道の冬ように道路が凍っている場合、滑ってしまうことは容易に推測できる。

私の経験でも、ある程度の速さでタクシーが交差点で曲がるときに、後輪を滑らせながら曲がっていくのをたまに見る。

これらの違いは何かと言うと、摩擦力の違いだ。

アスファルト上では摩擦力が大きく、氷の上では摩擦力が小さい。

あなたはこのイメージをするのに、「摩擦力がこれくらいだから、加速度はこうなって、停止までの時間は・・・」などは考えず、なんとなくイメージしただけだと思う。

これを思考実験と呼ぶのだ。

もっと詳しく考えてみよう。

思考実験の方法

まずはじめに押さえておいてほしいポイントがある。

物理と言う学問は、主に物体の運動法則を調べる学問である。

車の運動や星の運動、電子の運動などの共通点をまとめて数式で表し(運動方程式など)、未来に起こることを予想する。極端に行ってしまうと、「今の状況がすべてわかれば、未来に起こることもすべてわかる」。今の状況をすべて知っている存在がいると仮定して、昔の人はその存在をラプラスの悪魔と呼んだ。(今は量子力学の発展により、ラプラスの悪魔は否定されている)

話を元に戻すと、物理で考えていることは全て現実世界の出来事である。つまり、一番の教材は自分の経験なのだ。

もちろん間違った認識は修正が必要だが、これまでの経験や身につけた知識をベースにして頭の中でイメージすると、およそ正しい物理現象をイメージできるはずだ。

まとめ

  • 物理現象を頭の中でイメージすることを、思考実験と言う。
  • これまでの経験を元に、扱っている物理現象を頭の中でイメージする。
  • 新しい知識を適宜取り入れ、イメージをより正確にする。
わかりやすい!
高校物理の家庭教師

最後まで読んでくださり、ありがとうございます(`・∀・´)

Twitterで更新情報などをツイートするので、少しでもこの記事が面白いと思っていただけたら是非フォローお願いします!

この分野の説明をして欲しいといったリクエストも随時募集しております。お問い合わせやTwitterなどからご連絡下さい!

Twitterをフォロー

COMMENT

メールアドレスが公開されることはありません。 * が付いている欄は必須項目です