物体が動く、とは何だろう？

質問

もし仮に、
弾性ゼロの長い棒が一本あって、それを押した場合に向こうの端が
押し出されるのには、どれだけの時間がかかるのでしょうか？
それは棒の一方を叩いた場合のその衝撃波がもう一方に到達するのと
同じだけの時間がかかるのでしょうか？

＜質問＞
どれほど中身の詰まった硬い固体でも、原子レベルでは間隙だらけでスカスカですよね。
そのサイズで見た場合「押される／動く」という現象は、
電気的反発で説明されるのでは、と推測するのですが、
実際どうなのでしょう？

＜蛇足＞（ついでに答えていただければ幸いです）

電気的反発であるのだとすれば、相対性理論の言う
「光速に近付けば質量は増大する」ということと相容れるのでしょうか？
　（物体を押した時には光速に迫る衝突が繰り広げられていて、
すなわち質量をもった物体がその速度で動き回っている！？）

回答No.1

noname#25358 · ベストアンサー

まず＜質問＞の以前に書いてある質問については、これは「その物体の軟性による」ということになります。
　どんな物体でも必ず軟性がありますから、おっしゃるとおり、エネルギーが到達するには時間がかかります。

　このとき、綿を押すことを考えてもらえれば分かると思いますが、その押す力の量によっては、エネルギーが足りず、向こう側まで届かないこともあります。
　鉄の場合にも同じことで、宇宙レベルで長い棒の場合には、向こう側は動かない、ということもありえます。（地球上での鉄のイメージだと、なかなか想像できないですけどね(笑)）

　で、＜質問＞の部分ですが、俺が勉強不足でなければ、これはおっしゃってることがほぼ間違いないと思います。
　壁の電気的性能を変化させると、１億回に１回くらいの確率でボールが壁を通り抜けることがこないだ証明されましたが、通常の状態では原子はすべてマイナスの電子に覆われているため、マイナス同士で反発することで、「押される／動く」という現象が起こっています。

　＜蛇足＞の部分ですが、これは相容れるように思われます。
　別に押されると内部で反発が繰り返されるのではなく、純粋に「押し付けられた状態」になるのですから、電子の軌道に質量的ストレスがかかるだけということになるわけですから。

お礼

アリガトウゴザイマス。

回答No.2

First_Noel

最初の質問．
衝撃波・・・と言うか弾性波の伝播速度に制限されます．
音速ですね．光速よりずっと遅いでしょう．

次の質問．
電磁気力によります．バットがボールを打つのも，結局は原子の
電磁気的なポテンシャルによる相互作用です．

蛇足の質問．
最初の質問ともなりますが，情報は音速で伝わるので，ニュートン的で
十分な近似だと思います．