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トルクは力なのか、エネルギーなのか。
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トルク（力のモーメント）をNを書くことにして、 N[N・m]のトルクをかけながら軸が1ラジアン回転するとN[J]の仕事を伝達することになります。 つまり[N・m]=[J/rad]です。別に深くもなんともないです。 もちろん軸が回らなければエネルギーは発生しません。 回せる軸ではなく回らないように固定された物体に力のモーメントを加えることを考えると[J]も[J/rad]も明らかに不適切です。 radは無次元なのでしばしば省略されますが、言い方を変えれば、そもそもradを見出すべきではない場面もあったりするからradは一人前の単位として認められないのですね。
その他の回答 (5)
- my3027
- ベストアンサー率33% (495/1499)
#1さんの回答が理解しやすいと思います。 エネルギ：力の向き方向の移動距離×力 トルク：腕の長さ×腕の方向と直角な力 です。前者は力の移動距離が直角であれば0．後者は腕の向きと力の向きが同じであれば0．となります。 単位はNmですがJに直してしまうと上記の物理的意味が失われます。
- foomufoomu
- ベストアンサー率36% (1018/2761)
>単位が同じであるとは、物理的に何を意味するのか、考えたことないですか。 もちろん、あります。 が、なかなか、アインシュタインのように、頭いい結果は出てきませんね。 すくなくとも、単位が同じだから同じもの、という単純な話ではないです。 （前の回答に書いた、「ヤング率と応力度の単位が同じ」は、間違いでした。）
お礼
単位を扱った物理のテキストがいろいろでてますが、この問の答えを与えるものは有ると思いますか。
- foomufoomu
- ベストアンサー率36% (1018/2761)
>つまり、 >「エネルギーはスカラー量であり、トルクはベクトル量であるから同じではない」 私はそんなことは言っていませんが.... ぐうぜん単位が同じになる物理量はいくつかあります。 体積と断面係数、ヤング率と応力度。。。 これらは、対象としている物理量の役割が違うため、同じものではありません。 アインシュタインは、 加速度と重力は、ともに［m/s^2］で、同じものだと考えました。 しかし、これは単位が同じという理由ではなく、「人間は、どうやっても、加速度と重力を区別することができない」という思考実験の結果から生まれたものです。 （エレベータに乗った時、体が軽く感じたことから、これを思いついたと言われています） こういった特殊な場合に限って、「別のものに見える、単位が同じ物理量が、じつは同じもの」が言えるのです。
お礼
＞ぐうぜん単位が同じになる物理量はいくつかあります。 偶然であれ何であれ、２つの物理量の単位が同じであるということは何かが同じであるとは考えないのですか。 単位が同じであるとは、物理的に何を意味するのか、考えたことないですか。 更に深い疑問が湧いて来ました。
補足
当初の質問については、＃１の御回答によりトルクはエネルギーではなく、力（回転力）であることが分かりました。 ありがとうございます。
- Mokuzo100nenn
- ベストアンサー率18% (2123/11344)
トルクの単位にあるメートルは力を回転力に返還するレバーの長さです。 ですから、力と移動距離から算出されるエネルギーと同じ単位ではないのですよ。
- foomufoomu
- ベストアンサー率36% (1018/2761)
エネルギーは 力 × 力の方向の移動量 であり、(これ、知らない人が意外と多い) 一方、トルクは 力 × 力と直角方向の長さ ですから、トルクはエネルギーではありません。
お礼
ありがとうございます。 つまり、 「エネルギーはスカラー量であり、トルクはベクトル量であるから同じではない」 このように考えてよいでしょうか。
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＞つまり[N・m]=[J/rad]です。別に深くもなんともないです。 なるほどね。 別に深くも何ともなかった。 これは素晴らしい回答を頂きました。 ありがとう御座います。