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物理学の実験式と理論式

物理学の実験式と理論式の違いがよくわかりません. 例えば,フックの法則(F=kx)や運動方程式(ma=F)は「理論式」なのでしょうか?ただ,フックの法則は物理学者ロバート・フックが,運動方程式は物理学者アイザック・ニュートンが,それぞれ"実験(実際)の現象"から発見した法則を数式で近似したものだと思いますが,そうすると「実験式」であるようにも思いますがどうなのでしょうか? そう考えていると,物理学の「実験式」と「理論式」の違いがわからなくなってきたので,質問した次第です. 別の例で申しますと, あるバネのバネ定数kを測定したところ,k=3と同定できたとします. このとき,F=kxが「理論式」で,F=3xが「実験式」ということでしょうか? ご回答どうぞよろしくお願い致します.

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  • Knotopolog
  • ベストアンサー率50% (564/1107)
回答No.2

物理学での実験式は,実験結果や推測,推論などの経験的な関係を考慮して導出された,実験結果を予測する数学的数式を意味します.したがって,実験式は,第一原理には直接由来しません. 質問者さんの言われる「理論式」とは,厳密には,第一原理(下記のURL参照)のみを用いて導かれた数式のことと思われます. 普通,一般的には「理論式」という用語は用いませんが,質問の内容から解釈しますと,「実験結果の事実や経験的要素などを一切用いないで導かれた数式」が「理論式」である,と質問者さんは言われているように思われます. そうなると「理論式」は導出するのが難しくなります.なぜならば,実験で確定された,光速cなどが使えませんので. そこで,これをゆるめて,第一原理の解釈を「実験結果に依らない」とすると,光速cなどのパラメーターも使えますから数式の導出が楽になります. これを質問者さんの言われる「理論式」の定義とすれば,特殊相対性理論や一般相対性理論の数式は「理論式」と言うことになります. そして「実験式」とは,実験や観測を重ねながら事実に合うように作られた数式,という事になります. 以下に「実験式」と「第一原理」のウィキペディアを貼っておきますので,ご参考下さい. 実験式 https://ja.wikipedia.org/wiki/%E5%AE%9F%E9%A8%93%E5%BC%8F 第一原理 https://ja.wikipedia.org/wiki/%E7%AC%AC%E4%B8%80%E5%8E%9F%E7%90%86

octopass
質問者

お礼

お礼を申し上げるのを失念していました.丁寧にご回答頂きどうもありがとうございました.

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回答No.1

適切な回答かはわかりませんが、以下のように思います。 フックの法則(F=kx)や運動方程式(ma=F)は、その式を用いて、この法則に基づく各種現象を説明でき、理論的な考察ができる。なので理論式。 バネ定数kを測定したところ,k=3と同定できた場合の「F=kx」は、そのバネもしくは、その測定方法、測定の系限定の式で、他のバネには適応するときは、条件付きとなる。なので実験式。 どうでしょうか?

octopass
質問者

お礼

お礼を申し上げるのを失念していました.ご回答頂き大変ありがとうございました.

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