高校生の物理 運動の種類(5) ポテンシャル M-113 No308 2011年8月11日(木)
先生 外見は静かに見えているのだが、ちょっとした刺激を加えると、そこからドバ−ッと運動が出て来るような状態をポテンシャルと呼んでおこう。 そのような例をあげてごらん。
和美 机の上のコップというのはどうでしょう。
一平 和チャンはそそっかしいので、
コップを落とした自分の経験を言っているんだろう。
和美 じゃあ、それはなしにして、樹に生っているリンゴというのはどう？
一平 ニュートンみたいだ。ダムの水といのはどうかな。
和美 水道の栓を捻るというのもいいでしょう。
一平
いいのがあったぞ。将棋倒し。
和美 似ているけど、ドミノもそうだ。
一平 夕立でもいいのかな？
先生 いろいろ出たね。だけど、今、出てきたものはみん同じ種類のものばかりだ。要するに重力が関係するもので、このような例を＜重力ポテンシャル＞と呼んでおこう。重力ポテンシャルじゃないものをあげてみよう。
一平 びっくり箱はどうです。
和美 引き絞った弓矢。
一平 ゴム鉄砲。
先生 弾性に関するものだね。これらは＜弾性ポテンシャル＞というね。また、別のものをどうぞ。
一平 ダイナマイトというのはどうです。刺激があると爆発する。
和美 爆薬の類がそうだね。ピストルの弾とか…
先生 チョットした刺激のことを引金作用と言うことをつけ加えておこう。
同じ種類だが、水素と酸素の混合気体というのはどうかな。白金黒（はっきんこく）といって、金属の白金の微細粉末をパラパラと振りかっけると爆発する。白金黒が触媒になるのだ。
一平 粉を撒いただけで爆発するなんて凄いね。本当にちょっとした刺激だ。
先生 このような例を＜化学ポテンシャル＞といいます。
和美 別の例ですけど、
膨らんでいる風船というのはどうですか。針でつつくと破裂する。
一平 押し込められた気体はみんなそうですね。
先生 これは＜体積弾性ポテンシャル＞という弾性ポテンシャルの一種だね。
一平 風呂の中に沈めたピンポン玉はどうですか？
和美
それなら、綱で止められている気球もそうです。
先生 ビールの泡とでもいいたいところだ。これらは＜浮力ポテンシャル＞とでもいえるところだが、いわば、重力ポテンシャルの変形といえそうだね。水の中をピンポン玉が上がるというより、水が落ちると見てもいいだろ。気球やビールの泡も同様だね。
和美 電気というのはどうかしら。スイッチを入れるとモーターが回って運動が出てくる。＜電気ポテンシャル＞といえますか。
先生 よさそうだが、電気は溜まっているももではない。知っていると思うが、今使っている電気は、今造っている電気なのだ。
和美 それでは、乾電池の電気はどうですか。
先生 電池は化学ポテンシャルに属するのではないかな。コンデンサーに充電されている電気は電気ポテンシャルだけど…。
一平 案外、面倒くさいのだ。
和美 もっとすごいの見つけた！ 原子爆弾はどうなの。どこかの大統領がボタンを一つ押すと、世界中がドッキャーンといってしまう。おおコワ！
先生 最も強烈な＜核ポテンシャル＞だ。
一平 “ボタン戦争は終わりました“というコマーシャルがあったけど…
先生 このようにポテンシャルというのは静止している運動で、凍りついている運動とでもいうべき状態なのだ。何時か誰かが仕事をして、その結果がポテンシャルとしてたまったということだ。
和美 ビックリ箱は一平さんが仕掛けたのだし、ドミノはみんなで並べたのだし、風船は誰かがふくらませたのだし、ダムの水は、太陽熱が高い所に上げたのだし…
一平 水素と酸素は電気を使って水を分解したのだし、ダイナマイトだって化学工業が仕事をして造ったのだろうし…
和美 原爆の激しさは誰が溜め込んだのですか。原爆を造った人ではなさそうです。
先生 これは、宇宙ができはじめた頃、ビックバンの激しさが凍りついてできあがったに相違ないね。
和美 神様が、積み込んだとでも云いたいところですが、自然が、と言っておきましょう。
一平 物理とは違いますが、笑いを堪えている人というのは、この例に似ていませんか？
和美 ちょっとした刺激で、ドッと吹き出してしまうということ？
一平
あるいは、最近の東ヨーロッパ諸国のように、一斉に民主化が進むというのはどうなんだろ。
和美 革命もそうじゃないかしら。国民の心に鬱積しているものが、何かの刺激で爆発するということです。
先生 この凍りついた運動ということを言ったのはエンゲルスだった。彼は科学的社会主義を主張した哲学者だが、同時にすぐれた自然科学者でもあった。エンゲルスの頭の中に、このようなイメージがあったかどうかわからないが…
一平 これからはしばらく、ポテンシャルの視点で周囲を見回すことになりそうです。
和美 止まっている運動というのは、哲学的ですね。
一平
“ポテっている”とか“ポテった状態”という言葉を流行らせたいですネ。
