クエーサーまでの距離
こっしー君，さっそくですが，
前回の宿題，
【問題】
赤方偏移が観測される天体の1つにクエーサーというものがあります．
準星または準恒星状天体ともいいます．
このクエーサーの1つの「3C 147」という天体は，赤方偏移の値が0.545とされています(Wikipedia(3C 147)より)．
このクエーサーまでの距離はいくつでしょう？
の解答をお願いします．
物理学の初歩
ここで，高等学校で学習する内容の延長である「物理学の初歩」について簡単にまとめてみます．
「ある系に対して力を作用させると，その系の運動量が時間変化する」
というものです．
対象は質量をもつ物体で，この質量は変わらないと考えます．
また，大きさは考えないこととします．すなわち，質点とします．
上の表現を言い換えると，
「質点に対して力を作用させると，質点は加速度をもつ」
となります．
こっしー君、式にしてもらえますか？
ちなみに，ニュートンが提唱した運動の3法則のうちの第1法則は，何でしょう？
その「慣性の法則」は，もとはデカルトやガリレイによって発見された法則です．
式(47) において， ，
の場合ですが，
これと，運動量保存の法則は等価です．
言葉で書きますと，
「ある系に対して力を作用させないと，その系の運動量が時間変化しない」
あるいは，
「質点に対して力を作用させないと，質点の速度は変化しない（等速直線運動）」
となります．
式(47) において， ，
の場合ですが，
使いにくいので，表現を変えます．
なので， を定数として，また
を積分定数として，時間で積分しますと，
これは，1つの質点の場合を考えていますが，多数（ 個）の質点がある場合は，質点系で考え，
となりますが，2質点系を考えますと，
となります．
質量は変わらないと考えますので，
となり，見慣れた運動量保存の法則になります．
これら「運動の法則」・「慣性の法則」と，第3法則の「作用・反作用の法則」は，すべての力学の基礎となる法則ですが，
地球上で日常生活をする上では，直接実感しにくいかもしれません．
映画で実感！？ニュートンの3法則
アルフォンソ・キュアロン監督による，2013年に公開された，宇宙を舞台にしたSF・ヒューマン・サスペンスです．
まるで自分も宇宙にいるかのようなスリルを味わうことのできる映画でした．
この作品は，第86回アカデミー賞において，アルフォンソ・キュアロンが監督賞，エマニュエル・ルベツキが撮影賞を受賞しました．
他にも，作曲賞・音響編集賞・録音賞・視覚効果賞・編集賞と軒並み受賞している作品です．
重力がほぼゼロの状態になると，がぜん，ニュートンの3法則が顕著になる様子がうかがえます．
まだ観ていない人のために，ネタばれになるあらすじ等は，ここでは紹介しないでおきましょう．
【問題】
力学を考える場合，大きく分けて，2種類のエネルギーを用います．
その2つとは何でしょう？
次回のゼミでは，エネルギーについて考えます．
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和田先生のプロフィール
TMCシステムの研究責任者．電子情報通信学会の会員．
電気接点の劣化現象などに関する論文を多数執筆．
プライベートでは，ギター演奏・料理・読書と幅広い趣味を持つ．
こっしー君のプロフィール
TMCシステムの研究担当者．電子情報通信学会の会員．
得意分野は数学と機械工学．
趣味は読書．特技はペン習字．
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