はじめに
力学と電磁気学の違いという、かなりざっくりした話について個人的に納得した3つの違いがあったので一つずつ分かりやすく説明しました。言われてみれば当たり前ですが・・・。
1つ目の違い:正と負の電荷が存在する
力学には万有引力の法則があり、両者は常に引き合っています。
万有引力の法則とは、アイザック・ニュートン (1643-1727、イギリス) の発見した、すべてのものが互いに引き合う力「引力」を持っているという法則です。 力の大きさは質量に比例し、距離の2乗に反比例します。
しかし、電磁気学の世界では反発しあうこともあったり。
これは、電荷には正と負が存在することが所以。要は符号の組み合わせによって引力と斥力が発生します。
【斥力】] 二つの物体間で互いにしりぞけ合うように働く力。 反発力。 ⇔引力。
2つ目の違い:クーロン力が圧倒的に強い
万有引力とクーロンの法則は数学的な形式が酷似していますが、比例定数の値はクーロン力が大きいです。
例えば水素原子を1個の陽子と1個の電子から構成されているとした時、それらには万有引力とクーロン力のどちらもが働きますが、そこで効果的に聞いているのは電磁力というわけですね。
逆に言うと、万有引力は一方の物体が地球や太陽のように質量が非常に大きい時にやっとこさ観測できるパワーなので、日常生活において見られるパワーはクーロン力(電磁気力)という理解が正しいです。
3つ目の違い:電荷が動くと磁場が発生する
最後の違いですが、力学における質点の移動は空間に影響を与えませんが、電荷の動きは磁場を起こします。
電磁気学は、この電場と磁場の関係を表した学問でもあり、例えばマックスウェル方程式という電磁気学を表す4つの方程式の一つでも、美しい式で同事象が表現されています。
終わりに
似ているようで全然違う。
一般教養として、知っておきたい話なのでこのあたりも定期的に勉強していきたいところです。