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衝撃が熱に転化?
最近読んだ漫画で衝撃が熱に転化するという描写があったんですが、摩擦熱ではなく物理的衝撃(衝突?)で熱が発生したりするんですか? 小学校のころ、理科の先生が隕石が衝突した衝撃で周辺の温度が跳ね上がって溶岩の世界になるとかそんな話を聞いたような覚えがあるのですがなにぶん昔のことなのでまったく確証がなく質問しました。 あとこちらはわかればでいいのですが、発生するならそういった熱量を求める式ってあるんでしょうか。
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運動している物体の運動エネルギーは、物体の質量(m)と速度(v)に対してエネルギー;E=(mv^2)/2 と表されます。 この運動物体が、何かに衝突して停止した場合、その瞬間に運動エネルギーがなくなる(v=0になるので)のですが、「エネルギー保存の法則」といって、なくなった運動エネルギーは実は別の形のエネルギーに変わるだけなのです。 一般的に考えて、物が衝突すると、その運動エネルギーの一部は音響エネルギーに変わり、大きな音がします。残りのエネルギーがお尋ねのように「熱エネルギー」になるのです。 >発生するならそういった熱量を求める式ってあるんでしょうか。 音響エネルギーの求め方は知りませんが、もし音が発生しないなら運動エネルギーは丸ごと熱エネルギーに変わります。ですので上記の運動エネルギーの式がそのまま発生する熱エネルギーの式です。 なお、このようなエネルギーの変換は日常つぎのような場面で見ることができます。すなわち、トンカチでくぎの頭を激しく叩くと、くぎの頭が熱くなる。です。
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正確な話ではないですが、こんなイメージでどうでしょうか?。 大隕石が衝突する ⇒ 衝撃が起きる ⇒ 衝撃で地球が大振動する ⇒ 振動は地面が波打つ事だから、波うち運動で大摩擦が起きる ⇒ 溶岩! #3さんの音響は、空気の振動です ⇒ 大摩擦が起きる ⇒ 溶岩! というわけで、#1さんの、 >あらゆるエネルギーは最終的には温度を上昇させます。
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回答ありがとうございました。
シューメーカー・レヴィ9彗星が木星に落ちたとき、大きめの九つの欠けらはそれぞれ水爆数百個分の衝撃を与えプラズマの噴出と木星大気上部に長い間残る穴ぽこを残しました。 「木星太陽化」を扱ったSFは沢山ありましたが、全部ウソだということが「ばれ」ました。 ガンダムシリーズのコロニー墜落シチュエーションは少し影響が小さすぎる計算ですね、ダブリンに落ちた…なんて言う設定ですが、多分フランス南部まで水爆状態だったはず。
お礼
凄まじい影響ですね。 水爆数百個分ですか。 回答ありがとうございました。
- haragyatei
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物体が運動している時は運動エネルギーがあります。このエネルギーは衝突によって温度を上げるエネルギーになります。あらゆるエネルギーは最終的には温度を上昇させます。
お礼
なるほど。 最終的には温度を上げるのですね。 回答ありがとうございました。
お礼
なるほどなるほど。 よくわかりました。 詳しい回答ありがとうございました。