クエリ: オーストリアの物理学者の名前から付けられた、物体の速度と音速の比のことを何というでしょう?
文章: マッハ数 マッハ数(マッハすう、英: Mach number)は、流体の流れの速さと音速との比で求まる無次元量である。名称は、オーストリアの物理学者エルンスト・マッハ(独: Ernst Mach)に由来し、航空技師のヤコブ・アッケレート(英語版)により1929年に名付けられた。英語での読みは[mk nmbr]、あるいは[mk nmbr]となる。
文章: クリスチャン・ドップラー クリスティアン・アンドレアス・ドップラー(Christian Andreas Doppler、1803年11月29日 - 1853年3月17日)は、オーストリアの物理学者、数学者、天文学者。 観測者と震動源との相対運動によって振動数が変化することを詳しく調べ、1842年、それをもとに数学的な関係式をつくった。いわゆる「ドップラー効果」である。 オランダ人の化学者・気象学者であるクリストフ・ボイス・バロットが、1845年、オランダのユトレヒトで、列車に乗ったトランペット奏者がGの音を吹き続け、それを絶対音感を持った音楽家が聞いて音程が変化する事で証明した。 文章: ビオ数 ビオ数(ビオすう、英: Biot number)は伝熱に関する無次元量であり、固体内部の熱伝導と、表面からの熱伝達量の比率である。その名はフランスの物理学者ジャン=バティスト・ビオの名前に因んでいる。ビオ数が、1を越えれば、固体内部の熱伝導が遅いことを示し、固体内部の温度勾配が無視できないことを示す。 文章: ヘルツ 1ヘルツは、「1秒間に1回の周波数」と定義される。ヘルツとその記号 Hz はSI組立単位である s に与えられた固有の名称と記号であるが、一定周期で発生する現象にのみ使用される。ランダムに発生するような現象についてはヘルツではなく s(毎秒)を使用する。特に、1秒間に原子核が崩壊する数は、ベクレル (Bq) という単位で表される。角速度・角周波数もsの次元を持っているが、常に、sではなく明示的な単位であるHz または rad/s(ラジアン毎秒)を用いて表現されることが推奨される。回転数はヘルツで表現することができ、60回転毎分 (rpm) = 1回転毎秒は1 Hzに等しい。1回転は2πradなので、角速度が2π rad/sの回転は1回転毎秒=1 Hzに等しい。 文章: 音の壁 飛行速度が音速に近づくにつれて、空気の圧縮性の影響から生じる造波抗力の急増、翼表面に生じる衝撃波の後流における流れの剥離、その他空力変化や空力弾性的な問題が生じる。第二次世界大戦頃から1950年代の飛行機にとって、音速を超えることがひとつの課題であった。そのため音速を「音の壁」と称し、音速を超える事を「音の壁を突破する」と形容するようになった。音の壁がことさら強調されたのは、航空機の分野である。砲弾、銃弾に関しては、既に19世紀にはその速度は音速を超えていた。ジェットエンジンの登場と性能向上による推力の増加、後退翼やエリアルール等による抗力の低減技術により超音速飛行が実現した。有人機が初めて音速を超えた公式記録は、1947年10月14日、チャック・イェーガーの操縦するX-1実験機によるものである。 文章: 遷移状態理論 自身の統計解析に基づき、Riceは反応速度が「critical increment」(臨界増量)に比例すると結論付けた。彼の着想はリチャード・チェイス・トールマンによってさらに発展した。1919年、オーストリアの物理学者カール・フェルディナント・ヘルツフェルト(英語版)は統計力学を平衡定数に、そして運動理論を二原子分子の可逆的解離についての逆反応の速度定数k-1に適用した。ヘルツフェルトは順反応の速度定数に対して以下の式を得た。上式において、 E {\displaystyle \textstyle E^{\ominus }} は絶対零度における解離エネルギー、kBはボルツマン定数、hはプランク定数、Tは熱力学的温度、 ν {\displaystyle \nu } は結合の振動周波数である。 文章: クーロンの法則 クーロンの法則(クーロンのほうそく、英語: Coulomb's law)とは、荷電粒子間に働く反発し、または引き合う力がそれぞれの電荷の積に比例し、距離の2乗に反比例すること(逆2乗の法則)を示した電磁気学の基本法則。ヘンリー・キャヴェンディッシュにより1773年に実験的に確かめられていたが、この成果は彼の死後ずいぶん経ったのちの1879年にジェームズ・クラーク・マクスウェルが遺稿をまとめて『ヘンリー・キャヴェンディシュ電気学論文集』として発表するまで世間に発表されておらず、このためキャヴェンディッシュとは全く別のアプローチからシャルル・ド・クーロンが1785年に法則として再発見したことになる。磁荷に関しても同様の現象が成り立ち、これもクーロンの法則と呼ばれる。一般的にクーロンの法則と言えば、通常前者の荷電粒子間の相互作用を指す。クーロンの法則は、マクスウェルの方程式から導くことができる。 文章: 非圧縮性流れ 非圧縮性流れの仮定の上で非圧縮性物質の仮定を使用することの利点の一つは、運動方程式で動粘度νが一定であると仮定することができることである。上記の厳密さはよく混乱の元となる。したがって、力学について記述されているとき、多くの場合は非圧縮性物質または一定容積の流れと明示的に言うことが好まれる。 文章: アインシュタインの関係式 (速度論) アインシュタインの関係式(アインシュタインのかんけいしき、またはアインシュタイン-スモルコフスキーの関係式)とは物理学、特に速度論における式であり、1905年にアルベルト・アインシュタイン及びウィリアム・サザーランド(英語版)によって、1906年にマリアン・スモルコフスキー(英語版)によってそれぞれ独立に明らかにされたブラウン運動についての関係式である。この方程式の一般形は と表される。ここで である。 文章: 未来 物理学においては時間は4番目の次元である。時空は重力のような力によって曲がり伸び縮みする一種の構造と理解できると物理学者は主張する。 古典力学では未来は時間軸の片側であり、全ての観察者にとって同じものである。特殊相対性理論では時間の流れは観察者の基準系に応じる相対的なものである。観察者が基準となる物体から離れる速度が大きいほど物体が時間を通じて動く速度が小さく見える。ゆえに、未来はもはや客観的な概念ではない。さらに重要な概念として絶対的未来つまり未来光円錐がある。 人は空間の三つの次元においてはそれぞれ二つの向きに進めるが、時間に関しては一つの向きにしか進めないと多くの物理学者は主張する。 特殊相対性理論の帰結の一つとして、光速度に近づくにつれて、観測者の時間を遅延させことが出来るというものがある。このとき、観測者以外の世界では時間が進んでいるため、結果的に未来へ行ける(ただし帰ってくることはできない)というものがある。この効果は通常の条件では無視できる程度のものだが、無限のエネルギーによる光速度へ近似した場合、時間停止に近似した状態となる。 超高速での宇宙旅行においては時間の流れが大きく変わる。多くのサイエンス・フィクション(例えば『デジャヴ』)に描かれているように短時間であっても亜光速で移動するとずっと未来の地球に帰還することになる。 文章: チェレンコフ放射 しかし場の乱れがその物質中の光速を超えて伝播するとき、光子は創造的に干渉しあい、観測される放射は増幅される。チェレンコフ放射は、しばしば飛行機や弾丸が超音速で移動するときに発生するソニックブームに喩えられる。超音速の物体によって発生する音波は、十分な速度がないため、物体自身から離れることができない。そのため音波は蓄積され、衝撃波面が形成される。同じようにして、荷電粒子も媒質中を通過するときに、光子の衝撃波を生成する。図において、粒子(赤い矢印)は速度 v p {\displaystyle v_{p}} で媒質中を通過する。ここでは、粒子の速度と真空中の光速との比を β = v p / c {\displaystyle \beta =v_{p}/c} と定義する。 文章: ノズル 上記二つのノズルを組み合わせたラバール・ノズルは、コンバージェント・ノズルによってチョーク流れが成立した流体を、その後方のダイバージェントノズルによって超音速に加速することができる。このCDプロセスはコンバージェント・ノズルの超音速性能を劇的に改善する。 排気速度が対気速度以上でなければならない超音速航空機は、重量およびコスト増加を承知の上で、コンバージェント・ダイバージェント・ノズルを装備することが一般的である。戦闘機やSST(コンコルドなど)のような航空機が使用する超音速ジェットエンジンは高いノズル圧力比を持っている。一方、亜音速ジェットエンジンは亜音速の排気しか要求されず超音速ジェットエンジンほどの高いノズル圧力比は求められていないため、単純なコンバージョン・ノズルを使う。 ロケットエンジンでは高圧力比のノズルにより最大推力と噴出速度コンバージェント・ダイバージェント・ノズルを使用する。大気圏内では大気圧のため膨張比を大きくとることはできない。 文章: 速度 着目する現象が時間的に変化している場合に、その現象の単位時間あたりの変化量(時間微分)に対して「速度」という言葉が用いられることがある。 など種々の速度の概念が定義される。各種物理量の速度には特別な名称が付けられていることがあり、馬力、仕事率、躍度などがある。 物体の運動やその安定性を記述する際、最初の状態における速度がしばしば問題になる(初期値問題)。この初めの速度のことを初速度(initial velocity)という。 文章: 慣性 外力に対する応答として、物体の速度の変化がある。外力に対し、速度変化が乏しく慣性運動を継続する性質が強いことを、俗に「慣性」が大きいと表現する。 物体の速度変化の激しさは加速度によって表される。ニュートンの運動方程式より質量を持つ物体に加わる加速度は、物体に加わる力と質量の比で表される。 外力 F → {\displaystyle {\vec {F}}} を固定すると、質量 m {\displaystyle m} が大きいほど加速度 a → {\displaystyle {\vec {a}}} は小さくなる。従って質量が大きいほど、「慣性」が大きいと感じられる。 物体の回転を考えるときにも、回転のしやすさの大小(慣性モーメント)として、広い意味での慣性を定義することが出来る。 文章: アインシュタイン・ヒルベルト作用 で与えられる。 ここに g = det ( g μ ν ) {\displaystyle g=\det(g_{\mu \nu })} は計量テンソルの行列式、R はリッチスカラー曲率である。 比例係数 κ はアインシュタインの重力定数と呼ばれ、ニュートンの重力定数 G、真空の光速 c と κ=8πG/c で関係づけられる。積分は収束するならば、時空全体を渡ってとる。収束しないならば作用はもはやうまく定義することができないが、非常に大きな相対的にコンパクトな領域を渡る定義に置き換えると、アインシュタイン・ヒルベルト作用のオイラー=ラグランジュ方程式として、アインシュタイン方程式を表すことができる。 文章: 速度 日常語としての「速度」と「速さ」はほとんど区別なく使われている。この場合の速さは、動いている物体が一定時間あたりに進む距離のことを指す。これは移動距離を経過時間で割ったもの として求めることができ、時速、分速などの単位が用いられる。 これに対して、物理学においては、速さ(英語: speed)と速度(velocity)を区別することがある。速度とは、一義的には力学における質点の運動を表し、運動している質点の単位時間あたりの変位、およびその方向を表すベクトル量である。よって、ベクトルであることを強調する際には、速度を速度ベクトルと呼ぶ。一方、速さとは、速度の大きさ(厳密には絶対値)を表すスカラー量である。この意味で日常語として使われる速さと同義である。