第5章ニュートンの運動法則

Introductionはじめに

ゴールデンゲートブリッジの写真。 — Figure 5.1図 5.1
The Golden Gate Bridge, one of the greatest works of modern engineering, was the longest suspension bridge in the world in the year it opened, 1937. It is still among the longest suspension bridges. In designing and building a bridge, what physics must we consider? What forces act on the bridge? What forces keep the bridge from falling? How do the towers, cables, and ground interact to maintain stability?
英語のヒント
ゴールデンゲートブリッジは近代工学の偉大な成果の一つであり、開通した1937年には世界最長の吊り橋だった。現在も世界有数の長さを誇る吊り橋である。橋の設計と建設では、どのような物理を考える必要があるか。橋にはどのような力が作用するか。どのような力が橋の落下を防ぐか。主塔、ケーブル、地面は、安定性を保つためにどのように相互作用するか。

When you drive across a bridge, you expect it to remain stable. You also expect to speed up or slow your car in response to traffic changes. In both cases, you deal with forces. The forces on the bridge are in equilibrium, so it stays in place. In contrast, the force produced by your car engine causes a change in motion. Isaac Newton discovered the laws of motion that describe these situations.

英語のヒント

車で橋を渡るとき、橋は安定した状態を保つはずだと考える。また、交通状況の変化に応じて、車の速度を上げたり下げたりできると考える。どちらの場合にも力が関わっている。橋に働く力はつり合っているので、橋はその場にとどまる。これに対し、車のエンジンが生み出す力は運動を変化させる。アイザック・ニュートンは、こうした状況を記述する運動の法則を発見した。

Forces affect every moment of your life. Your body is held to Earth by force and held together by the forces of charged particles. When you open a door, walk down a street, lift your fork, or touch a baby’s face, you are applying forces. Zooming in deeper, your body’s atoms are held together by electrical forces, and the core of the atom, called the nucleus, is held together by the strongest force we know—strong nuclear force.

英語のヒント

力は生活のあらゆる瞬間に影響している。人の体は力によって地球につなぎ留められ、電荷をもつ粒子どうしの力によって一つにまとまっている。ドアを開ける、道を歩く、フォークを持ち上げる、赤ん坊の顔に触れるといった行動では、力を加えている。さらに小さな尺度に目を向けると、体を構成する原子は電気的な力で結び付けられている。原子の中心にある原子核は、知られている中で最も強い力、すなわち強い核力によってまとまっている。