歯科の学校に通っているのですが、一般教養で物理を習っています。

Question

歯科の学校に通っているのですが、一般教養で物理を習っています。そこで質問なのですが、歯科医師と力学にはどのような関係があるのか教えていただけないでしょうか？
どんなことでもいいのですが、できるだけ物理学で学ぶことが歯科にどう関係していくのかなどを教えていただけると有難いです。

専門家の方、解答よろしくお願いします。

Answer 1

フランスパンを食べると、詰めた歯が取れるのはなぜか？というのは力学の問題でしょうが、それを解いたからといって、実際の予防に役立つかというと、そんなことはないでしょう。苦しんでいる患者さんを前にして、治療法を選ばなければならない、のっぴきならない状況で、物理が役立つことはないと断言します。それにも関わらず、教養課程で物理を学ぶのは、おそらく科学の営みのハートを知ってほしいのだと思います。

すでに物理を学習されているようですが、お感じの通り、かなり厳密さを求める学問です。理解していること／理解していないことの線引きを曖昧にしていると、何もかもわからなくなるでしょう。研究の最前線でもマインドは同じで、大体は、わからないことだらけの世界を、ほんのわずかでも、わかるように、せめぎあっている感じです。そんな営みに触れると、我々は何も分かっていないという謙虚な思いや、未知への畏怖の念を案外素直に持てて、その結果、たとえば非科学的な言動（いわゆる似非科学）を警戒したり、医療過誤なども少なくなるのではないかと期待します。

似非科学と医療の結びつきについては以下をご覧ください：
http://d.hatena.ne.jp/DocSeri/20071128/1196234450
http://sciencecomlabo.jp

質問者さんは、このような質問をされた時点で（わからないことを、知りたいと感じた時点で）物理のセンスはお持ちだと感じます。信頼できる歯医者さんにお成りなると予想します。

Answer 2

ただの通りすがりで、専門家でもなくて申し訳ありませんが。
歯科でも、X線写真を撮って診断に用います。X線の発生法、X線の性質、人体への影響、放射線防護の考え方等々、たくさん関わっています。
X線を発生させるには、高圧電源を用いて電子を加速し、ターゲットの金属にぶつけて・・・・。正に物理学を用いています。
そこまで到達するには、力学から始めることが必要です。ある程度学び、分かるようにならないと、何故学ぶのか理解できない。教育とはそういうものです。
これまで積み重ねられてきた教育のシステムを信じていただくしかありません。

Answer 3

現代医学は、私の記憶では、オランダの解剖医学に由来しており、人体を冷静沈着に観察して、病因をつきとめ、客観的に効果が確認された治療を行ないます。このやりかたについては、近年「ホーリズム」の観点からの批判もありますが、感染症とか脳腫瘍とかの治療では、現代医学は絶大な効果をあらわしています。もしホーリズムの勉強をするにしても、現代医学の方法論を抑えておくことが重要だと思います。実は、「客観的な観察に基づいて現象を観察する」というのは、ずばり、実験物理学の手法なのです。力学でどのように現象を観察するかについては、以下の説明をご覧になれば、大体の感触が得られると思います。

実は高校物理のニュートンの法則のキモを日本語で言うと、

「物体に力を加えると加速度が生じる。但し、その物体の質量が大きいほど、その加速度は小さい」

のひとことに尽きます。

これを、数式を用いて言い換えると、

物体の加速度は
物体の加速度 ＝ 物体にかかる力 ÷ 物体の質量
の式で与えられる

となります。これが、アイザック・ニュートンが発見した自然法則です。

力の大きさは、
質量１ｋｇの物体にかかる重力の大きさ＝１ｋｇ重＝９．８ニュートン
質量１．５ｋｇの物体にかかる重力の大きさ＝1.5ｋｇ重＝14.7ニュートン
質量２ｋｇの物体にかかる重力の大きさ＝２ｋｇ重＝19.6ニュートン
質量３ｋｇの物体にかかる重力の大きさ＝３ｋｇ重＝２９．４ニュートン
といった具合に定義されます。

例えば、３ｋｇの物体に７ｋｇ重（＝６８．６ニュートン）の力がかかったときに発生する加速度は
物体の加速度 ＝６８．６ニュートン÷３ｋｇ
＝２２．８７m/s＾2
と計算されます。
すなわち、１秒ごとに速度が ２２．８ｍ／ｓ（秒速２２．８メートル）ずつ加速していきます。例えば、時刻ゼロで静止していたら、１秒後には秒速２２．８ｍ、２秒後には秒速４５．６メートルになります。

「力」はどのように実測されるのか？「加速度」はどのようにして実測されるのか？「質量」はどのようにして実測されるのか？を知れば、イメージが湧いてきます。
さて、現在の、ある物体の質量とその物体にかかっている力（例えば、重力とかをイメージしてください）が実測されているものと仮定しましょう。その物体の時刻ゼロにおける速度が分かっている時に、現在の加速度をニュートンの式で計算すれば、次の一瞬後（例えば、0.15秒後）のその物体の速度が計算で予測きます

（次の一瞬後の速度＝現在の速度＋現在の加速度×0.15秒）。

次の一瞬後の加速度をニュートンの式を用いて同様に計算すれば、次の次の一瞬後の速度が同様にして計算で予測できます

（次の次の一瞬後の速度＝次の一瞬の速度＋次の一瞬の加速度×0.15秒）。

これを連続して繰り返せば、ずっと後の時間までの各瞬間におけるその物体の速度が予測できます。各瞬間の速度が分かれば、各瞬間における移動距離が分かります

（各瞬間における移動距離＝その瞬間における速度×0.15秒）。

各瞬間・各瞬間の移動距離を足し合わせれば、物体の未来における任意の瞬間における位置を、時間の関数として計算できるのです。高校物理の力学の最重要部分は、「物体の運動の軌道を計算する方法」であり、これは、たったこれだけの説明で、もう、半分以上理解できてしまったことになります。高校物理に出てくるほとんどすべての法則や公式や計算は、この、「物体に力を加えると加速度が生じる。但し、その物体の質量が大きいほど、その加速度は小さい」、という法則を基にして論理的に考えると、導出することができます。このような計算で、空中に石を投げた時には、その石の軌跡は放物線になる、とかいった計算が出来ます。
一瞬＝0.15秒、を、一瞬＝0.10秒、一瞬＝0.05秒、といった具合に、「一瞬」の時間区切りを減らしていくと、計算による予測の精度がどんどんと上がっていきます。ここで、時間区切りを限りなく「一瞬＝０秒」に近づけて、計算による予測の精度を無限に上げたときに、「位置や速度の計算予測値が究極的にはどんな値に近づいていくかを正確に見積もる、数学的な手法」こそが「微分・積分」なのです。

詳細については
「楽しい高校物理 奥出信一郎著 村松真砂子イラスト」
をご覧ください。Ａｍａｚｏｎから電子出版されています。Ｋｉｎｄｌｅ無料アプリをダウンロードすると、パソコンで読めます。この本を読めば、微分や積分が自在に使えるようになります。

これさえ押さえれば、「実験物理学的な観察の手法」が、十分にマスターできると思います。

Answer 4

関係ないです。
教養過程で物理はあると思います。