Fre00773 なぜバットでボールを打てるのか？

#0000 sci5139  9012250218

「ピッチャー投げました。」
「バッター打ちました。」
　なぜ、バットでボールを打つことができるのか。ボールはバットの中をなぜすり
抜けないのか。
不思議です。この世にはよっつの力があるそうですが、それがどう作用しているの
でしょう。
どなたか解説してくれませんか。

#0001 sci3021  9012250542

　電磁力でしょ？                                        D.D.C.

#0002 sci4492  9012261436

きょうび、
そういう質問についてはからかうやかたはおられても、
うまく答えられる方がおられるかどうか疑問です。
 
　すきやねん

#0003 sci3850  9012262311

質問の意味がよーわからないけど、

「原子核と電子はそーとー間があいてるのになぜ物がぶつかるか？」
ってことでいいのでしょーか？

それとも、「ピッチャーが玉を投げてからミットにつく時間は、人間の反応速度より
短いのになぜ当てられるか？」
ってことでしょーか？

うに

#0004 sci5367  9012270024

うーーん　一つの疑問でも　いろいろな観点からの
考え方が　ありまんすね(^^)　

　　　　　　　　　　　　　おもしろいですね　　　＊＊　のは　＊＊

#0005 sci3021  9012270748

　質問の意味が、「原子はスカスカなのに・・・」ならば（４つの力とあるから、
まず間違いないと思うけど）、やはり電磁力でしょう。要するに、原子の表面（？）
の電子同士が反発するんですよ。

　ただ、これだけでは厳密な答えとしては不十分ですが・・・。

                                                        D.D.C.

#0006 sci1082  9012271117

D.D.C.さんの、関連発言１を「からかい」であるかのように書いて
おられる方がいますので、一言。

　４つの力のうちどれかという質問であれば、電磁力で正解です。

　４つの力がどういうものであるかを手っとり早く知りたいのであ
れば、ＮＨＫブックスの「第５の力」（大槻義彦著）あたりが適当
でしょう。４つの力は順番に重力・電磁気力・弱い相互作用力・強
い相互作用力です。

Ｎｏｔｕｓ　こと　菊地時夫

#0007 sci4492  9012271804

＞Ｎｏｔｕｓ　様
 
そうすると物体に強い磁力線を通すと原子の結合に変化がでるのでしょうか。
結合が弱くなるとか、原子が膨張するとか・・・
たしか　本屋でたちよみした記憶では強い力の相互作用のような記憶が強かったもので。
間違いであればわたしのミスです。
 
Ｄ．Ｄ．Ｃさん、すみませんでした。
 
仕事がお忙しいそうで、申し上げにくいのですが
できればもうすこしだけでも教えていただければいいのですが。
 
すきやねん　

#0008 sci4492  9012281056

しかし　思うんだけど電磁気力というのは、電磁力と電気力に分けて
考えるべきではないかな。
 
いかにも　電磁力と電気力は同じ電荷によって生じる力だけど、その
作用内容はまったく違っている。
 
電気力は電子等の粒子が持っている電荷エネルギーそのものが電気力線
を介して発生する力なのに対して
 
電磁力は電荷のある粒子が移動して（時間的なものが加わる）磁力線
なるものを介して力が生じる。
 
式で表せば、クーロンさんの法則により
 
電気力は
                                  Q1･Q2 ＝物質の電荷(C)
              Q1･Q2                       (例えば電子一個は -1.602×10^-19 (C))
 　　　　Ｆ＝−−−−    [N]　 　　 ε0 ＝真空の誘電率(10^7/4π･C0^2)F/m
              S･ε0　 　　　　　　　　S ＝電極の面積(m^2)
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
 
電磁力は
　　　 　　　μ･S･N･I               μ  ＝μ0･μS
　 　　　Ｆ＝−−−−･H　[N]        μ0 ＝真空の透磁率(4π×１０^-7)
                L                   μS ＝物質の比透磁率（例．鉄=250）
                                     N　＝コイルの巻数
　　　　　　　　　　　　　　　　　　 I  ＝電流(A)
                                     L  ＝平均磁路の長さ(m)
　　　　　　　　　　　　　　　　　　 H  ＝力を生じる相手に誘導される磁界の強さ
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(AT/m)
電荷と電流と電界の関係は
                                    　t ＝時間（秒）　
　　　　  Q＝I･t　　　(c)
               Q
          E＝−−−   (v/m)
 　　　　　　S･ε0
 
ということで明確に分類してあると思うんだけど。
 
電気力は磁界が発生しなくても作用するのにたいして
電磁力は磁界によって力が作用する。
 
それと物質が磁性体・比磁性体・導体・絶縁体等の種類で原子間の結合力に差
ができるとは言われていないと思うので、原子の結合力に作用する力の一部は
電気力ではないかと思うんです。（本にもそのようなことが書いてあったと思う）
 
Ｎｏｔｕｓ先生が登場されたので問題解決にむけて光明がさしてきたような。
 
　すきやねん
 
ｐ・ｓ
 
　陽子や中性子を閉じ込める力（強い力の相互作用）も原子の結合力に作用
　してるんでは。

#0009 sci5139  9012300130

　　　　基調発言のαマトンです。大学で物理学を専攻した理学士なんですけど、意外と
　　　電磁気学は知らなかったりします。

　　　　D.D.C.さん、どうも。 §5 でだいたいわかりましたが、厳密な答えとして
　　　不十分だというのがひっかかります。

#0010 sci3021  9101010309

　「厳密な答えではない」というのは、バットとボールが触れられるのは４つの力
の内の電磁力による、とするのは間違っていないものの、本質的なことに対しては
まるで説明になっていないからです。

　つまり「なぜスカスカのバットとボールは跳ね返るのか」という問題が、「なぜ
スカスカの原子は潰れない（外から力を受けた電子が原子核に押し付けられない）
のか」に置きかわっただけ。

　このレベルになると私は詳しい説明は出来ません（高校でも大学でも習ったけど
忘れちゃったぃ）。量子力学の教科書をどうぞ。

                                                        D.D.C.

#0011 sci2088  9101062224

　Re:8

　電磁気力を電気力と磁気力に分けて考えるということに
　関してですが、従来分けて考えられていたものを統一し
　て電磁気力として考えるようになった、という経緯から
　分けて考えるのはどうかと思いますが。

　手元に参考書がないので書けないのですが（本当だった
　ら暗記していてしかるべきなのですが・・・不勉強だっ
　たもので）、マクスウェル方程式をみるとなぜ電磁気と
　いうふうにまとめて扱うのかが判るかと思います。

　というわけで、誰かマクスウェル方程式の説明をして下
　さい。おねがいします。

たぬき
sci2088

ps　でも、今回のような話の場合、問題となるのはクーロン
　　力による反発だと考えれば、電気力だけでもとりあえず
　　はいいのかもしれないですね。

#0012 sci5139  9101150242

少し調べてみました。　　：αマトン

　電気的に中性な分子と分子の間には、斥力と引力が働く。近距離では斥力が強
く、遠距離では引力が強い。
　この斥力は、原子間に働く力と同じ種類のもので、“パウリの排他原理”によ
る。
　引力には、
　　　・電気的双極子モーメント（または４極子モーメント）を持った分子間の
　　　静電引力、
　　　・双極子モーメントを持った分子が近づいて持たない分子が誘起され分極
　　　して起こる引力、
　　　・ある瞬間をとってみると分子内の電子の存在位置に偏りがあることによ
　　　って生じる瞬間的な双極子モーメントによる分散力（ファン・デル・ワー
　　　ルス力）、
　　　・二つの同種分子の状態の縮退による共鳴力、
　　　・電子供与性分子と電子受容性分子の間に働く電荷移動力、
　　　・万有引力
がある。

　実験では、分散力は分子間の距離の７乗にほぼ反比例し、斥力は距離の１３乗
にほぼ反比例することが多いそうです。

　“パウリの排他原理”なんて出てきちゃいましたね。と言うわけで、どうも単
純にクーロン力で説明することは出来ないみたいです。やはり量子力学が必要な
のかな。・・・・・αマトン