慣性質量と重力質量、コロナで暇な人へNo2

前回ニュートンのことを書いていて
ふと思いました。
皆さん
慣性質量と重力質量をちゃんと使い分けられてるかな？
って。
これからアインシュタインの
E=mc*2を理解してもらうのに
これは必須です。

まあ、私も授業では細かいことは言わないようにして
ますので習ってなくても仕方ないですが
万有引力って
万物が持つの？とか
そんなの全部ニュートンは調べたの？とか
純粋な方は思うかも知れませんので
今日はその説明をしておきます。

慣性質量というのは
簡単に言いますと
力を加えたときの運動のしにくさです。
私を誰か横から押してみてください
ぐーっと。
わがままボディは
そう簡単には動きまへん（笑）
ところが
その辺に落ちてるボールをぐっと押す
案外楽に動きます
まあ摩擦等々は無視して（笑）
そんな感じで動きにくい私の方が慣性質量が大きいという
ことです。

それに対して重力質量とは何か？
それは二つの物体をおきます。
そうすると二つの間には重力が生じます。
重力は引力ですから、両物体は加速されながら互いに近づいていきます。
この、重力と呼ばれる〝力〟は、物体のもつ質量から生み出されるものです。
重力の元となる質量が「重力質量」です。
ニュートンの万有引力の法則は
その引力が「重力質量」の積に比例する
ということです。
全ての物体は
性質を外して考えても
それぞれ重力質量を持っているため
万有引力と呼べるのです。

全ての物体は
慣性質量と重力質量を同時に持つわけですが
ニュートンはその二つが等しいことを示したんです。
同時に二つあるのではなく
ある質量は
ケースバイケースで
どちらにもなり得るということです。

ニュートンは次のような思考実験をしました。
ニュートンは基本的にガリレオをよく使います。
二つの重さの異なる…ここは私の趣味で小さい方をひき肉
大きい方をミートボールとしましょう。
その二つを一斉に
地面に落とすことを考えます。
ガリレオの実験によると落下する時間は同じはず…
でも
慣性質量の小さいひき肉と
慣性質量の大きなミートボールがあるとすると
慣性質量が小さい方というのは動きやすいという
ことなので
同じ力で地球が引いたら
ひき肉が先に落ちるはずじゃない？？
いやいやでもよ
軽い方が先に落ちるなんて変じゃない？
ミートボールの方が腹もちもいいし。
なんだ？？？？この結果。
ガリレオは天才なのに〜。

そこでニュートンは…考えました…
これを同じにするには
加速度を同じにしなきゃな
うん
加速度を同じにしてやるには…
ミートボールを
もっと引っ張んないと…ん？
「重い」ってそもそも、引っ張る力が大きいんじゃない？
加速度が同じになるように
力が大きくなってる、だから重い！
ミートボールは。
条件逆にしても同じ！
だから「慣性質量」＝「重力質量」なんだ
ニュートンは気がついたわけです。
この考えはアインシュタインによって
爆発的な進歩を遂げます。

こんな天才ニュートンですが
ぶっちゃけ沢山間違えてます。
ゴリ押し多いです
力学しかできないですし（笑）
まあそれでも凄いですがねえ。

ニュートンの間違えには色々ありますが
一つには光速を考慮してなかった。
ニュートン以降の電磁気やら何やら
全ての分野で光速が影響を及ぼします。
ニュートンの式だけ光速が入ってない！
まあこれは
光速よりずっと遅い
私たちの世界では概ねOKなのですが。

あとは重力はどのくらいのスピードで伝わるのか？
これを
うーん
一瞬じゃないかな？
みたいなことを言って
これも間違えていました。
これも光速絡みですね。

ニュートンだってめちゃくちゃ間違えるのです。
だから間違えを恐れてはなりませぬ。
教訓じみたことを書いて
今日はここまでで…