平衡的現象には振動が必ず潜在していますか

質問

ヤジロべーは一見静止しているようですが、実際は常に振動しているのでしょうか。モビールなどはむしろ振動しているほうが普通のようにも思いますが、土台に支えられた建物などでも何らかの意味で振動しているのでしょうか。

回答No.2

中村 拓男（@tknakamuri） · ベストアンサー

必ずしも潜在していません。

粘性による力などがあるとある条件下では
振動は起きません。

このあたりは微分方程式のサイトを
調べればわかります。

補足

微分方程式に振動の項がはいっていないからではないでしょうか。

回答No.6

sanori

Ｎｏ．１、３の回答者です。

＞＞＞数学でいう媒介変数のようなものを考えればよいのでしょうか。

違います。

＞＞＞構造体を考えるとき電子の存在は考えられないということでしょうか。

「秒速１０メートルの北風が吹いています」というとき、気体分子１個１個が正確に南の方向に動いていないことと同じです。

全体（マクロ）として見るということです。

電子はヤジロベエや建物そのものの形成（原子同士の結合）自体をつかさどっていますし、弾性という性質もそれによるものですが、マクロで見たとき、いちいち１個１個の電子のことを考える必要はないという趣旨です。

極端な例えを言えば、量子力学で厳密に計算して天気予報をしようとしたら、明日の天気予報を出すのに何百年何千年とかかかることでしょう。

お礼

再度のご教示ありがとうございます。ご教示をかみしめて考えさせていただきます。

回答No.5

foomufoomu

ミクロの分子や電子の振動を持ち出すと、話がややこしくなるので、マクロ限定の話をします。

すべての質量とバネ係数をもつ物体は、何かによって力が加えられると、振動します。
しかし、普通、物体は完全弾性体でないので、振動のエネルギーは吸収され(主に熱に変換され)、振動は徐々に小さくなり、最後には静止します。
これは、地面に一端が固定されたバネのようなものに限らず、宇宙に浮かぶ宇宙船でも同じです。（今年はじめに国際宇宙ステーションの振動設計の話を聞いてきたので・・・）

＞土台に支えられた建物などでも何らかの意味で振動しているのでしょうか
地震、風、中の人が歩く、などで力が加えられているので、建物は常に振動しています。

お礼

ご回答ありがとうございます。最初の前置きをいただきた所が、私にとっては疑問のよりどころのような気もしております。

補足

最後に静止した場合、何かは依然として運動（振動）していないのでしょうか。

回答No.4

mamoru333

こんにちは。
まず、科学で物を考えるには
条件を明確にしなければなりません。
最低限環境は定義つけないと正確な
答えは出せないと思います。

たとえば、【ヤジロベー】と単語で
表現していますが、どんな材質の物を
どのような環境でどういった操作で
どのように観察するかというのがわからないと
正確には解らないんです。

そもそもなにをもって振動とするかということも
考えなければなりません。
熱力学の振動なのか、電気力学での
振動なのか、分子の振動なのか？

ヤジロベーはどこにおいてあるのか？
環境のなにを無視していいのか？

では、答えてみます。
文章どおりの質問に答えるなら。ですが。

すべて何らかの意味で振動しています。

なぜなら、ヤジロベー、建築物共に
外部、内部共に何らかの力に干渉し続けられ
それがなくなることは考えられないからです。

第１に
フーコーの振り子が示すように、地球の自転が
地球上のものに全て干渉しているということ。

第２に
熱力学において原子で構成されている以上
熱振動がおきること。

マクロでもミクロでも振動がおきていないことを
証明するのはこの場合不可能です。

もっと適当に大雑把に言うと
振動する要因は見方によっていくらでもあり、
主観を除いて客観的に振動していないということが
証明できないから。

ですので、条件付けが大切になってくるんですね。

例えば重さにｇ、ｋｇがありますよね。
【１Ｋｇは国際キログラム原器の質量】
と定義されているので成り立っているわけです。
もし、定義がバラバラだったら場所によって
答えがバラバラになりどれも正しいという
状態になります。
必ず定義がありますし、なければ科学は
成り立ちません。
そこを勉強すると理解が進むと思いますよ。

お礼

ご教示ありがとうございます。

回答No.3

sanori

Ｎｏ．１の回答者です。

＞＞＞マクロには不動でもミクロでは振動しているとすれば最終的には電子の所まで行くのかと思っています。

電子まで考えなくてよいです。

電子よりはるかに大きい原子を考えても、原子の振動（原子の中でも電子より原子核の振動のほうがメイン）は、通常「熱」としてとらえられます。

原子の大集団が一斉に何かの振る舞いをすることを初めて（今回の件の）構造体の「振動」と考えてください。
ヤジロベエも建物も、構造体です。

補足

数学でいう媒介変数のようなものを考えればよいのでしょうか。構造体を考えるとき電子の存在は考えられないということでしょうか。

回答No.1

sanori

こんにちは。

そういうのを「平衡的状態」という言葉で呼ぶかどうかは置いといて、
ヤジロベエや建物が静止して見える状態は、振動の振幅が非常に小さい状態と見るべきだ、ということは言えます。

ちなみに、１９４０年に振動によって橋が壊れた事故は有名です。
http://douga.5jigen.jp/UID1190174780.html
これをきっかけに、色々な建造物でもろに共振しないような設計対策が進んだのだそうです。

お礼

ご教示ありがとうございます。補足にも何かご教示いただければと思います。

補足

マクロには不動でもミクロでは振動しているとすれば最終的には電子の所まで行くのかと思っています。