trebuchet

大学でとってよかった授業のコーナー第三弾：解析力学

これは、8.123: Classical Mechanics 2としてIAP(1月学期)でのみ受講できる一か月だけの物理の授業。物理専攻じゃなかったらとらなくていい授業ですが、面白そうなので取ってみました。

解析力学って何って思うかと思います。力学っていうのは物がどう動くのかを計算したりする物理学の領域ですが、そのなかでも解析力学は古典力学に入ります。これは言ってしまえば昔ながらの力学で、めちゃくちゃ小さいものをみたときに考えなくてはならいない量子力学を含まない考え方ということです。

高校で物理をやるとニュートンの法則というのを習うと思います。第一から第三までの法則があって、それをもとにいろいろ計算しますよね。これはニュートン力学という古典力学で、運動方程式F=ma（ニュートンの第二法則）がすべてのもととなっています。

これに対して解析力学、とくにラグランジアン力学はこの式を変形した別の式を運動方程式とします。要は別の前提をもとにした、別角度から見たニュートン力学のようなもの。ただ、その別角度が結構鋭いため、高校時代いにめんどくさい連立方程式を立てて解いていた物理の問題が一行で解けたりするようになるのです。

正直僕はこの授業のレクチャ―に出ていませんでした。毎朝9-12時なんて起きれません。ただこの授業の面白いとこは最終課題が、何種類か選べるプロジェクトだということです。僕が選んだ課題は投石機(trebuchet)をつくるというもの。投石機とは中世の戦争とかでどでかい岩を相手のバリケードに投げてぶっ壊すための兵器です。この物理学は高校までのニュートン力学だと計算が結構面倒なのですが、ラグランジアン力学を使うと簡単になります。このプロジェクトでは投石機の最大飛距離を計算して、実際に機械をつくり、その理論限界にどれだけ近く飛ばせるかで得点が決まるというものです。なので一月の最終週は工作室に友達とこもって木をけずり、角度を調整し、1.5mくらいの機械を作りました。しかしこれをちゃんと飛ばすのがマジで難しく、岩の重みに機械が耐えられなかったり、まっすぐ飛ばなかったりで飛距離の撮影にも丸一日かかってしまいました。でも物理学の授業でこれだけ体使うものはなかなかないと思います。高校時代文化祭でひたすら木工作業をしていたのを思い出し、懐かしくなったボストンの冬でありました。

ではでは、