数物系
物質(物理)系
理学研究科
2016年
8. 物体の運動を調べ、微分方程式を用いて理解しよう
実施日時
9/3(土), 9/17(土), 10/1(土) 15:00-18:00
受講場所
対面
担当研究科
理学研究科
担当者
下田正
最大受講人数
6人
【概要】
ニュートンが発見した運動の法則の意味を考えるために、以下のステップに沿って研究を進めます。
- まず、粘り気のある液体の中で小球を落下させ、場所毎の落下速度を測定します。
- 微分方程式として表された運動の法則を微少時間毎に近似的に成り立つ数式に書き替え、電卓を用いて小球の運動を数値的に解析します。
- 液体中で小球に働く力について考察します。
- ニュートンが微分方程式を考え出したことの意味を考察します。
ちなみに、ニュートンは同様の実験を行って、運動の法則の正しさを確信したそうです。この研究はニュートンが感動したことを追体験するものです。
【備考】
「微分方程式」と聞くと「難しそう」と感じるかもしれませんが、この研究では四則演算を使って、短い時間間隔の間に変化がどのように起こるのかを調べるこによって、微分という考え方を「感じて」もらうことを目的としていますから、高校１年生でも取り組めると思います。