// 物理 〜Think or die〜 スレッド //

このエントリーをはてなブックマークに追加
1ヘタレ物理学科
ギコセン先生のスレ
http://school.2ch.net/test/read.cgi/kouri/1005409328/
に倣ってスレを立てました。
範囲は受験物理全般を対象とし、レベルも初歩の人から微分形に慣れた人まで相手します。

問答関係を明確にするため、質問のさい冒頭に「質問」と書いてください。
質問以外は原則的に質問へのレスとし、冒頭に質問のレス番号を書いてください。
つまりオレ以外の人にも回答者になってもらいたいわけです。
2ヘタレ物理学科:01/11/14 04:59
このスレの目的は上のギコセン先生のスレ同様、基礎事項であいまいな点を補ったり、解法の助言を与えることにあります。
本に書いてあることを反復する気はないので、回答はオレの見方考え方という特殊性を帯びてきます。
また、本に書いてあることを言いたくなった時は参照を示します。参照図書は「教科書」です。
受験に直接役に立つ回答ができそうな質問には積極的に答えていくつもりです。

しかし受験とはいえ物理をやっている以上、哲学的疑問も沸いてくるはずです。
つきあいましょう。ただし明確な答えは期待しないでください。せいぜい二人三脚の相棒役にしかなれないでしょう。
オレ自身の力不足がその大きな理由ですが、そもそも哲学的疑問に対して正解など必要でしょうか。
物理の究極にわたる問いなどわかったって受験にも生活にも役に立たないのだから、
「間違ってもいいから自分で考よう」というのがオレのスタンスです。
サブタイトル "Think or die" すなわち「考えよ、さもなくば死ね」
にはそんな思いを込めました。
3ヘタレ物理学科:01/11/14 05:00
質問

うんこして来ていいですか?
4ヘタレ物理学科:01/11/14 05:00
>> 3

だめ。


こんな形式でよろしく。
今日の夜は 11 時頃に現れると思います。
5お〜い:01/11/14 05:49
ギコセン氏のスレが意味なくなるのでは・・?
6z:01/11/14 08:17
質問!!
波動教えて下さい。もう付いていけん・・。

だが具体的な質問が浮かばない。鬱だ。
回折格子やニュートンリングなんだけど、落しがちなところ教えて〜〜
7名無しさん:01/11/14 18:12
君ねえ、こんな質問してもらっても答える方も大変。何がわからないかは君にしかわからないんだから。
もう少し考えて質問して。波のところはとりあえず橋元読んでからまた来て。
8ヘタレ物理学科:01/11/14 23:16
>>6

じゃあ波動一般について語ります。
波動分野には波の性質、共鳴、ドップラー効果、屈折、回折、干渉、幾何光学という問題類型があるわけですが、
ここで多くの受験生はこれらをまったく別物として扱いがちです。しかし幾何光学以外はみんなひとつの体系に納まるのです。
それどころか波動自体、力学の一部に過ぎません。まずそのことを確認していきたいんですよ。

波がある。すると測れる量がたくさんある。
振幅 A、周期 T、振動数 f = 1/T、波長 λ, 波の速さ v...
まずここでつまずく人が多い。
波とは単振動が等速で伝わる現象です。そして単振動は円運動の射影です。

--- 波でつまづいたら円運動(縦の射影)と等速運動(横の射影)に戻れ

では円運動を描いて、そこで改めて上の量を見ていきましょう。(実際紙に書いて)
半径 A, 周期 T, 角速度 ω = 2π/T (= 2πf)
また、等速運動も描いて、長さ λ, 速さ v 。
波はこの円運動の射影と等速運動の合成運動でしかないんです。
放物運動は鉛直投げ上げと等速運動の合成運動でしたね。なんだ、似たようなもんだ。

オレの頭の中では円運動と単振動と波動と電気振動と交流は同じ分類なんですよ。
このスレを立てるとき、分野を限定しなかったのもそのためです。
9ヘタレ物理学科:01/11/14 23:17
>>6

よく v = fλ, v = λ/T って公式見かけるでしょ。
波の横の伝わりをつかさどる式だけど、これは分母を払って vT = λ って書いたらただの等速運動の式だ。
今度は縦だ。原点での媒質の変位は円運動の射影 y = Asinωt 。
さらに原点以外の点 x における変位に拡張しよう。x/v 秒前に原点にあった波が遅れて来たわけだから

y = Asinω(t - x/v)

この波の式を vT = λ とか ω = 2π/T とか使って変形していくと、(実際に計算せよ)
A, T, f, λ, v などが登場してきて、これらの量が波動の中で
どういう役割を演じているかを関数形とにらめっこして吟味することができる。
吟味の結果をオレが長文書いてレスするのは野暮だな。君自身で考えたほうが "面白い"!

この波の式の中から、
  λを問題にすれば共鳴。
  2点のv = fλを問題にすればドップラー効果。
  位相の部分 ω(t - x/v) を問題にすれば干渉...

というふうに、参考書で別個のパターンとして扱われる問題達も根は同じなんです。
なんか教科書どおりのことしか書いてないけど、ニュートンリングと円運動が
同じ種類の問題だと言われてピンとこないなら、恐れず基礎に立ち帰りましょう。
物理は基礎理解が最大の武器なのだから非効率な勉強にはしません。まだ11月だ、時間はある。

注) ニュートンリングの解法に円運動の手法を使うという意味ではない。ここでの話はかなり概念的なもの。
質問が抽象的だったので、回答も解法に直結しない概論的でありきたりなものになったことをお許しください。
10ヘタレ物理学科:01/11/14 23:17
分割したつもりだけど切られたか。
11名無しさん:01/11/15 17:55
質問 というか
> エネルギーの捉え方と反発係数の式の覚え方には持論を持っています。
> 興味あれば my スレで質問して下さい。

これ、ぜひ聞かせてください。
12名無しの浪☆人生☆:01/11/15 17:58
≫11
同意。興味があるので是非お願いします。
13 :01/11/15 19:11
こりゃあいい話だ!
14名無しさん:01/11/15 19:41
来月から電磁気の復習をやるので、その時はよろしくお願いします。
15ヘタレ物理学科:01/11/16 00:05
>> 11

聞いてくれてありがとう!

まず反発係数の式の覚え方から行きます。
ひとことでオレの主張を要約すれば

----- 反発係数の式は覚えるな

につきます。なんかいきなり矛盾ぽいことを言いましたが、覚えて欲しくないのは相対速度版の

e = -(V' - v')/(V - v)

ってやつです。この式は見た目が複雑なのもさることながら扱いにくい。
もうこの時期になるとすでに時おそし。覚えてしまっているでしょうが、公式のアテハメづらさはみなさんも日々実感しているはずです。
「衝突前が分母だったっけ?」とか「V - v かな v - V かな」なんて悩んだり、無事に式を立て終わってもいまいち符号に不安感が残ってしまう。(笑)

まえおきはこの辺にしておいて、本論に入ります。
反発係数の定義はご存じの通り、衝突前と衝突後の速度の比 e = -v'/v ですが、分数形は嫌なので分母を払いましょう。

ev = -v'

するとこの式は「反係 e の物体が速度 v でぶつかったら、v' になってはねかえったよ」という

----- 原因 → 結果

を表す式になりました。これは現象と直結していて便利! 式を立てやすい。
反係に限らず物理には比で定義された係数がよくありますが、分母を払うことで原因→結果の式になることが往々にしてあります。
なお、原因→結果の関係を難しい言葉で因果律と言ったりします。
16ヘタレ物理学科:01/11/16 00:06
では、飛んできた 2 つの物体が衝突する場合はどうするか。
物体が 2 つあるんでしょ。だったら反発係数の式も 2 つ立てりゃいい!
そして 2 式の差をとる。

  eV = -V'
-) ev = -v'
−−−−−
e(V - v) = -(V' - v')

ほらでてきた。しかもここで引き算の順番を気にする必要はありません。
ためしに確認してみてください。同じ結果になります。

ここまで読んで「教科書通りのただの導出過程じゃねえか!」と怒った人もいるかも知れません。そのとおりです。
しかし、完成された一番上のあの公式を持ち出してアテハメるよりは、かなり便利なことも納得してくれたはずです。
オレは他スレで、導出過程を問題解決の道具に使えるようになったら恐いもの無しだよと主張してきました。
これもその一例なのです。
17ヘタレ物理学科:01/11/16 01:04
>>11

今度はエネルギーについてですが、これは解法直結型というより概念型の文章になります。

エネルギーがよくわからない。イメージできない。という人がよくいます。
イメージできないのは当然です。エネルギーなんて実際に自然界に存在するわけでなく、あくまで理論上の量なのだから。
では何故こんなものがあるのか。それは

----- 便利

だからにつきます。
よく、安全運転講習のパンフレットで
「時速 v キロで衝突するのは高さ h メートルのビルから落ちるのと同じことですよ」
の様なことをうったえるグラフが載ってますね。
速度と高さ。単位が全然違うじゃん。なんで比べられるの?

それはエネルギーで比べてるからだ!

このように、まったく別の量を結ぶもの。それがエネルギーだ。とオレは考えています。
18ヘタレ物理学科:01/11/16 01:05
そして重要なのは上のパンフレットがビルの高さをひきあいに出していることです。
もしこれが「v キロでぶつかるのは、T ケルビンでやけどするのと同じですよ」
とか「V ボルトで感電するのと同じですよ」だったら、読む人はピンとこないと思います。

歴史的にエネルギーのはじまりは位置エネルギーです。
エネルギーの表記 mgh, (1/2)mv^2, (1/2)kx^2, (1/2)CV^2 ...といろいろある中で、
素直な積の形をしているのは位置エネルギーだけだ。(熱も ((3/2)RT) で素直だ。というツッコミもあろうが)
他のは 2 乗されてるし、ましてや (1/2) などという係数までついてる。
係数なんかなくたって次元はあってるはずだ。なぜつけなきゃいけないの?

----- それは位置エネルギーと同じ土俵に立つためだ

以上より、もしエネルギーにイメージをつけたければ、高さを思い浮かべるのがストレートだと思います。
ただし、オレはこれにも賛成じゃないんですよ。むやみにイメージ化するのは広範な意味を持つエネルギーの概念を狭くしてしまう。

また、たまに、問題解いてたらエネルギーが負になってビックリする人がいますが、全然変な事じゃないです。
上でエネルギーは単なる理論だといいました。つまりエネルギーは基準の取り方次第で値はどうにでも作れるわけで、大きさに意味なんかないんです。
はるか地下を基準にとって「オレは位置エネルギーをたくさん持ってるぞ!」って言っても悲しいだけ。
畑で休んでるおばあちゃんの運動エネルギーはどのくらいか。観測者が新幹線に乗ってたらメチャクチャでかいな。でもおばあちゃんは休んでる。
エネルギーは保存則をたてて初めて有効になります。
19理科大4年:01/11/16 04:42
>>ヘタレ物理学科

あんたすげーよ。
ものの本質を見る力があるし、説明もうまい。
どこの大学にかよってんの?
将来、予備校講師とかなるつもりはないの?

あんたのレス読んでたら、代ゼミの為近サンの授業を思い出したよ。
20早大理┗(゚∀゜)┓:01/11/16 04:53
うは
21名無しさん:01/11/16 05:58
質問。

相対性理論を簡単に教えてください。
22名無しさん:01/11/16 18:06
>>21
図解雑学シリーズでも読め
23ヘタレ物理学科:01/11/18 01:52
危なく倉庫まで saga るとこだった。

>>19

オレも為ちゃんに 2 年間(ワラ)教わりましたよ。サテだけど。
波動の話はパクリ入ってるでしょ。
はね係とエネルギーの話はオリジナルだけど。

予備校講師というか教職は進路の視野に入れています。でも他にやりたいこともあるし...
まあ、悩んでます。
24 :01/11/18 02:28
>"Think or die"
これはオリジナル?
どこかのサイトでも見たサブタイトルなんだけど。
それともだれか哲学者の言葉?
25ヘタレ物理学科:01/11/18 06:43
>>24

そうですパクリです。どっかのサイトからです。
つーか "ナントカ or die" というのはよく使われる言葉で、何かのパロディかも知れません。

オレの姉ちゃんの行ってた大学の校訓は "Write or die" = 論文を書け、さもなくば氏ね。でした。
26名無しさん:01/11/18 06:48
>>ヘタレ物理学科

21の質問には答えてくれないんでしょうか?
27高1です:01/11/18 08:18
文理選択、明日が最終提出日なんですけど
物理とるか生物とるか迷ってます。
保健学科の検査技術に進みたいのですが、
先生に聞くとどうしても物理がいるとか・・・。
でも物理は好きだけど点が取れないんです。
苦労して物理をがんばるか、ちょっとマシに生物とって
大学で苦労するか・・。どうしよう・・・?
28ヘタレ物理学科:01/11/18 18:46
>>21
>>26

すまん。オレ一年生なんだ。
わかりやすい解説ができるようになるまで 30 年ぐらい待ってくれよ。(笑)

>>27

高一なら、現時点で成績悪くても二年後どうなるか未知数だよ。
ウソだと思うなら二年前、つまり中二の時の自分を思い出してください。別人みたいなもんだろ。
だから現時点での成績に縛られるのはやめてくれ。これは言っておきたい。

次に、高校物理→大学生物と高校生物→大学物理どっちがやりやすいか...
オレには客観的な判断を下せません。高校時代も浪人時代も生物をやってないので中学レベルの知識しかないんです。

この前、部室の隅にほったらかしにしてあった『生理学』とかいう科目の教科書をチラっと見たら、面白くて読み込んでしまいました。
どうやら物理しか知らない人でも大学の生物系(医系?)科目を面白がることは可能なようです。
大学の物理ですが、数学が得意なら面白いかも知れません。実際は他学部の人見ると泣いてる人が多いな。
オレの主観的な感想でした。
29セターン出願済み:01/11/18 18:49
質問。
電磁気学を基礎の理論から入試レベルまで
3日で一気に引き上げられる参考書はどれですか?
30ヘタレ物理学科:01/11/18 19:05
>>29

この場合ボケた方がいいのかな...
すまん。今うまいボケが言える気分じゃないんだ。おじさんバイトの後で疲れててな。
31名無しさん:01/11/18 19:08
質問。
回路の電池がイマイチすっきり理解できません。
普通電池って+側から電流が出るんじゃないんですか?
電池をいくらか繋いだ回路はたまにその逆になったりしますよね。
その原因は何ですか?
32セターン出願済み:01/11/18 19:09
>>30
ボケんで良いからまともに教えてくれやおっさん。
33ヘタレ物理学科:01/11/18 19:35
>>31

電池を向き合わせてつなぐと相殺されるのはなぜ? ということかな。
34 :01/11/18 19:40
電位と電位差の違いがわかっていないと思われ。
35とりあえず:01/11/18 19:43
>>27 受験で有利な方を取れ
自分が生物得意で、生物受験が出来るなら何の問題も無い。
入ってしまえばどうにでもなる。
3631:01/11/18 19:48
>33
計算上で向きが逆になるのは強い方の電池が勝ってるだけで、
電流が流れ出ている極はいずれも必ず+極からってことですか?
37ヘタレ物理学科:01/11/18 19:48
じゃあそろそろ電磁気概論を書くかな...
ちなみに電磁気は力学を全範囲やり終えてることが前提です。

今日中に出来ないかも知れません。
(疲れてる上、やらなきゃいけないことも残ってるので...)
38ヘタレ物理学科:01/11/18 20:21
>>36

直列電池の起電力が単純和でよい理由は、クーロンの法則で重ね合わせの原理が成り立つことに依っている。
...と言っても点電荷と回路の議論がつながってる様な、かなり力のある人でないとピンとこないかもしれない。

やっぱり統括的な電磁気の話の後で答えるよ。
この場しのぎの直感的な説明ができないわけでもないけど...
39名無し:01/11/18 20:42
生物って独学できますか?
今高2で物理取っちゃたんですけど
むずかしー(;´Д`)
40 :01/11/18 21:18
>ヘタレ物理学科
あんたいい人だね。分かりやすいし。楽しみにしてるのでこれからもよろしく。
41 :01/11/19 00:18
唐揚げ(^Д^)ウマー
42ヘタレ物理学科:01/11/19 23:39
電磁気を大観するためには何を省いて何を書くべきか。難しい。もう数日ください。
具体的な質問にはこれまでどおり答えていきます。

物理に自信のある人。どんどん参加してください。ここには大学生もたくさんいるはずでしょ。(笑)
オレ一人じゃ限界あるし、はじめにことわった通りオレの見方考え方という特殊な解釈を公開するスレなので一人じゃ危険なんです。
いろんな人の解釈から視点を多角化できるのが理想です。
43自称物理屋:01/11/20 01:17
>>42
 >電磁気を大観するためには何を省いて何を書くべきか。難しい。もう数日ください。
 俺が思うに、電磁気を大観するのは難しいと思うぞ。
>>31
 >普通電池って+側から電流が出るんじゃないんですか?
 電池に流れる電流はプラス側からとは必ずしも決まっていない。
 そうではなく、回路というのは、キルヒホッフの法則に従うため(
 回路によって消費されたエネルギーは、電池がする仕事の総和(?)に等しい)、
 問題を扱うときは、電池がする仕事の総和の正負を考えればよいと思う。
 >>31
 こんなんでいいとおもふが、どうか?
4431:01/11/20 01:35
>43
>電池に流れる電流はプラス側からとは必ずしも決まっていない
電池に電流が流れるのは逆のこともあるのは分かりますがそれは他の電池との
電流の強弱関係で決定される回路全体での結果のことですよね?
実際にその電池自体からの電流が流れ出るのは+極じゃないんですか?
45自称物理屋:01/11/20 01:47
>>31
 >他の電池との電流の強弱関係で決定される回路全体での結果
 ではない。電池の起電力(電池が回路に対してする仕事量)
 の総和で決定される。
4631:01/11/20 01:52
>45
では電池の−極からその電池の持つ電流が流れ出ることもあるんですか?
47自称物理屋:01/11/20 02:06
>>31
すまん、パソコンにあまり慣れてなく、
頭の中で考えているので、論理がはっきりしない。
でも、君が考えていることは面白いと思うので、頑張ってくれ。 
48名無しさん:01/11/20 02:28
>すまん、パソコンにあまり慣れてなく、
>頭の中で考えているので、論理がはっきりしない。
それはパソコンに慣れてないせいではなく、
あんたがよく理解していないだけ。
>でも、君が考えていることは面白いと思うので、頑張ってくれ。
何様のつもり?
49自称物理屋:01/11/20 02:35
>>48
 >>31
 悪かった。今日はあまり時間が取れない予定だったので。

 >>48
 本当に解ってるんなら、代わりに解答を書いてくれ。
50自称物理屋:01/11/20 02:46
レスつけたくせに、きっちり答えられなかったので
逝ってきます。
51名無しさん:01/11/20 03:05
偉そうにレスつけて
散々スレッド汚したあげく
解らないから逝ってきます……だぁ?

いいよ、勝手に逝ってくれ、でもって二度とくるな。
52自称物理屋:01/11/20 04:12
>>51
>解らないから
 俺は大学生じゃ。ボケェ。
 解らんのじゃない、受験生に数学使って回答書いても記号にしか見えんだろ。
 数学を言葉で{大学の般教程度の数学なしで}的確に説明するのは難しいんだよ。
 俺は高校物理の範囲で説明しようとしたんだけど、
 物理の範囲の壁にぶつかってしまって時間がなかったんで、
 “逝ってきます”っていったんじゃあ。ボケェ。
>でもって二度とくるな。
 おまえに決められたくないな。(何故なら”名無し”だから)おまえは氏ね。
>1様
 逝ってよしでしょうか?
53ゴーマンタレブ?:01/11/20 13:13
>>52
まあまあ、バカはほっときなさいって。
俺も大学生(電子工)だが、ここはなかなか勉強になる。

高校生にも分かる解説ってのは、難しいよね。
本質的なことが分かってないと無理だし。
54高校生:01/11/20 13:22
>時間がなかったんで、
じゃあ、時間たっぷりかけてもいいからわかるように解説してください。
よろしくお願いします。
556:01/11/20 19:02
今さらながらありがとうございます。
7の人の発言見て凹んで見てなかったのですが、それでも丁寧にレスしてくれて嬉しいです!

最近よく分かってきました。この調子で頑張ります。
56ヘタレ物理学科:01/11/20 21:59
>>52

逝かなくていいよ。書き込んでくれてありがとう。君のおかげで書き込みやすい雰囲気になったかもしれません。
回答の質は問いません。あらゆるものを受け入れ、取捨選択は受け取る側にまかせる方針です。なぜならここは 2ch だからです。
57名無しさん:01/11/20 22:09
物理とは医学部に入るための道具ですか。
マジレスお願いします。
58自称物理屋:01/11/20 22:16
>>56(1)様

52です。
正直、このすばらしいスレッドを汚してしまって、申し訳なく思っていました。
(52での暴言、本当にすみませんでした)
あなたのおかげで救われました。
あなたは、本当に、いい人ですね。
59名無しさん:01/11/20 22:29
>>57
YES.それ以外に用はなし。受験と教養が終わたら
すぱり忘れるべし
60 :01/11/20 23:19
54は放置
61ヘタレ物理学科:01/11/21 02:54
電磁気学は目に見えない。しかし観察無くして科学無し。
今回は、かつての科学者たちがいかにして電場の世界を視覚化してきたか。という話をします。
長くなるのでセクションを分けます。

§1. 力学との類似性

§2. 電気力線

§3. 自由電子の力学

§4. 交流計算と複素数平面

実にスタンダードなタイトルと順番ですね。「視覚化」を軸とした展開にして個性を出そうと思っています。


-----↓読まなくてもいい↓-----

デカルトは言った「困難は分割せよ」。
未知なる問題に直面したとき、その問題を分解し既知の方法に帰着させる。科学の発展はこの連続なのである。
見えないものがあれば見える世界に落とす。

オレは物理学科ですが、何故この道をとったかというと方法に魅せられたからです。つまり発見の過程、科学史に興味を持った。
得られた結果にはあまり興味が無く、オレにとっちゃ宇宙が膨張してようが縮んでようがどうでもいい。(笑)
物理学科の態度としてはロクでもないですね。それゆえにヘタレを名乗ってます。

方法の哲学としての物理学。これを自分の探求課題としている。
だから受験板で解説や問題解法を考えることだって、大学生になった今でも十分興味深いことなのです。
雑談でした。

>>57

この質問に答えられるほど医学のことを知りませんが、したたかになることですね。
割り切った方が楽なら割り切ればいいし、割り切ると学習意欲が低下するようなら、将来につながるはずと信じればいい。
どっちとも言い切れない問いだから利益のある方をとってください。

----- 玉虫色の問題は玉虫色だから便利なときもある

上の雑談は、せめてマジレスにするために自分の話をしました。
電磁気と >>57 へのレスの話がつながってるなんて、ちょっとキレイすぎか? (笑)
62ヘタレ物理学科:01/11/21 02:55
§1. 力学との類似性

クーロンの法則は万有引力の法則にそっくりだった。だからクーロンは理論も力学そっくりに作り上げた。
電磁気で初めて出会うよくわからない量、電場 E, 電位 V はその理論の中で定義されている。だったらきっと E も V も「見えて」くるはずだ。

細かい話は教科書・参考書にまかせ、電場の公式を表にまとめて F, E, W, V の関係をつかんで行こう。
━━━━━┯━━━━━━┯━━━┯━━━━━━
     │Qとqのとき │⇔関係│q=1のとき
─────┼──────┼───┼──────
     │      │   │
ベクトル量│F = kQq/r^2 │F = qE│E = kQ/r^2
     │クーロン力 │   │ 電場
─────┼──────┼───┼──────
 ↑↓関係│ W =∫Fdr │   │ V = Er
─────┼──────┼───┼──────
     │      │   │
スカラー量│W = kQq/r  │W = qV│V = kQ/r
     │  仕事  │   │ 電位
━━━━━┷━━━━━━┷━━━┷━━━━━━
注) ベクトル量は大きさの式

----- ここで重力場版の同様な表を作り、比較せよ

すると、
  電荷 q は電気的質量
  電位 V は電気的高さ
と、既知の力学的な概念にマッピングされた。

電位は 1 クーロン当たりの電気的位置エネルギーだから高さと解釈される。
以前オレが語ったエネルギーの話とつながったね。
縦軸に V, 横軸に x, y をとったグラフを書けば電気的地形となり、そこへ電荷を置けば上から下へ転がっていく様子が思い描ける。
注意. 負の電荷もある。この場合は地形をひっくり返せ。(電場と重力場は似ているからこそ違いに着目!)

電場 E の立場はどうなったのか。電場は次のセクションで活躍する。


でも今日は寝る。スマソ
63ヘタレ物理学科:01/11/21 02:57
表が崩れたのは期待通りだ。(←強がり)
メモ帳など、固定ピッチフォントのソフトにコピペしてくれ。
64ななし:01/11/21 16:54
クイズ:磁気単極子が発見されたらマクスウェル方程式は
今ある4つからどのような単純化ができるか?
65自称物理屋:01/11/21 17:10
質問

エネルギーの大きさには意味が無いのですが、
基準を一定にすれば
着目している2つのエネルギーには関係がありますよね。
66名無し:01/11/21 23:45
保守あげ
67落ちこぼれ物理学科:01/11/22 00:09
おいらも仲間に入れてくれ!! うまく説明できないと思うが・・・


>64
モノポールがあったとしたのMaxwell eqね。
まず
∇・B=0ってところがおかしくなるでしょ?
そこで、電荷密度と同じように磁苛密度ρ[m]を考えると
∇・B=μ0ρ[m]
つぎに
∇×E=−∂B/∂tってところを考えよう。
両辺に∇・を作用させると
左辺=0
右辺=-∂∇・B/∂t ←上のやつを代入すると
  =-∂μ0ρ[m]/∂t
ここで
-∂μ0ρ[m]/∂t=∇・μ0J[m]をみたす(連続の方程式) J[m]:磁流密度
だから
∇×E=−∂B/∂tーμ0J[m]とすれば、左辺=右辺が成り立つ。
68 :01/11/22 11:01
>>67
 64は放置決定だから、レスせんでよい
 >J[m]:磁流密度
 w
 
69 :01/11/22 16:50
質問!
エッセンスと橋本どちらがいいですか!
僕はエッセンスです。
70ヘタレ物理学科:01/11/22 23:12
>>69

どっちも使ってないけど、オレの大学では高校物理未習者の参考書として、エッセンスを指定している授業がある。
問題ないんじゃない。
71ヘタレ物理学科:01/11/22 23:23
今さらですが『難問題の系統とその解き方 物理 IB・II』を買いました。
問題を指定してくれれば詳細な答案の作成と解説にチャレンジしてみたいと思います。

大学生になって受験問題集買うのも変だけどな。
72落ちこぼれ物理学科:01/11/22 23:48
『難問題の系統とその解き方 物理 IB・II』
オレは受験勉強にこの参考書を使ったぞ!!少しくらいならお役にたてるかも!?

でも、今やっても出来ないと思われる。少し勉強したくなってきたな。
73ヘタレ物理学科:01/11/24 00:23
今日は age るだけ。
近頃忙しくてごめん。時間は作ればいくらでもできそうだけど、疲れやすい体質なんだ。
74東工大志望 ◆2TG0mr9. :01/11/24 00:24
>73
2番よくわかんないんっすけど
75名無しさん:01/11/24 02:18
>>61さん
御存知とは思いますが、
デカルト著「精神指導の規則」を、僭越ながら、お薦めします。
76名無しさん:01/11/24 23:54
>>62
表のV=ErのところはQとqのときみたいに積分式じゃダメなんですか?
77ヘタレ物理学科:01/11/25 00:24
>>76

ダメということはないけど、コンデンサーの問題などでよく使う V = Ed って公式に話をつなげたかったからこの形で書いた。
仕事を積分形で書いたのは万有引力の位置エネルギーと話をつなげたかったから。

# まだ電磁気の続き全然書いてない。みんなごめんね。
78でしゃばり:01/11/25 01:51
引力、斥力関係のエネルギーの話
(まちがってたらだれか直してください)

+Q太郎君は-q子さんは大好きだが、+q子さんは大きらいとする。

-qさん(引力)の場合

○ ←――o  ←―o   ←o

+Q太郎君から-q子さんを遠ざけていこうとすると、+Q太郎君は「イカナイデー!!」と
引き離そうとする方向とは逆に引っ張ろうとする( F = kQq/x^2 )
+Q太郎君の引力の向きとは反対方向に移動するわけだから引力の仕事は負。
で結局-q子さんが+Q太郎君の力が及ばずこれ以上仕事をしないというところ
=無限遠( F = kQq/∞ = 0) まで移動したとすると
+Q太郎君の引力Fがr地点から力尽きる∞地点までにした負の仕事(=エネルギー)は
x-F平面でのF = kQq/x^2のグラフとX軸との面積だから、
xで積分して

W =∫Fdx = -kQq/r (←マイナス)

+q子さん(斥力)の場合

○    o――→ o―→  o→

+q子さんが離れるとき+Q太郎君は「アッチイケコノアバズレ!!」と
一緒になって後ろから押してくれるわけだから
力尽きるまで移動方向に力を加え続け、仕事は正になる。
先と同様にして W = +kQq/r
79 :01/11/25 14:56
 
80 :01/11/26 21:35
81 :01/11/26 23:05
質問!!
熱力学の問題です。


手でピストンを引っ張って気体に仕事するとき、
なんでその仕事が負になるのか教えてください。
82ヘタレ物理学科:01/11/27 01:19
>>81

ピストンを引っ張る、すなわち気体の体積を増加させる。
すると第一法則より気体は内部エネルギーを奪われるね。

でも、手だって頑張ったじゃないかと言いたくなるだろう。おそらく疑問はここにあると思う。
これは外気圧に抗して頑張ったのであって、内部の気体も手の味方をして疲れている。
(手、内気圧、外気圧による力のベクトルをピストンに書けば敵味方の関係は明らか)

気体を疲れさせたら仕事は負と評価されてしまう。「気体にした仕事」を議論しているのだから。
83ヘタレ物理学科:01/11/27 01:20
>>79, 80

保守 age サンクス♪
84ヘタレ物理学科:01/11/27 01:30
>>81

補足。
ピストンを上に引っ張った場合はもちろん

外気圧 + 重力 vs 内気圧 + 手

という対立関係になる。
82 はピストンが横についてるような場合だね。
85ヘタレ物理学科:01/11/27 01:42
>>74

遅くなりました。例題 2 のことですね。
解答はついてるので、ここでは問題文の目のつけ所と、力のモーメントの解法一般について語ります。
この問題はモーメントを語る材料として良問であると思います。

<問題文を読む>
主文. 密度と厚さが一様な正三角形の板がある. ...これは問題を単純にするための条件。よって軽視。
以後は図の説明。... 与えられた量に○をつけておくと良い。

(1) 「全体がつりあって静止した」 ...力のつりあいと力のモーメントのつりあいが成立!!
「tanφを表せ」...tanφなどというものは物理量ではない。ここからヒントは得られない。→つりあいの式へ

<問題を解く>
図に力のベクトルを書き込みましょう。重力 Mag, Mbg, Mcg は問題なく書けると思います。
もうひとつ力がかかってますね。点 O に軸からの抗力 N。

ではいよいよ力のモーメントです。
力のかかりかたが複雑ですね。ですが

1. 腕に直角な力しか力のモーメントに寄与しない。
2. 作用線上であれば力のベクトルを移動させて良い。

この 2 つの性質を使えばどんな複雑な場合でも

----- 腕一本に力がぶら下がってる形

に落とすことが出来ます。
86ヘタレ物理学科:01/11/27 01:43
この問題では鉛直方向の力しかないので水平の腕を選べば 1. の性質は不要。
掲示板なので図を書きにくいですが

   N
   ↑
−−−−−−−−
↓ 点O ↓ ↓
Mbg   Mag Mcg

の様な図を書けます。さて力のモーメントのもうひとつの性質

3. 支点はどこにとってもよい

があります。ではどこにとりますか。
おそらくこの問題では誰もが真っ先に点 O を支点にとると思います。正しいのですが理由が欲しいのです。
回転軸だから? 違います。

----- 不明な力 N を式に入れたくないから

不明な力が特にない場合は、複数の力がかかっているところを支点に選べば計算がラクになります。
あとは図形的に支点からの距離が計算できて解答のような式が立ちますね。
87_:01/11/27 02:31
質問です!!
原子物理の基本式(E=hν p=hν/c)等は暗記するしかないのでしょうか??。
あと原子物理は古典力学とは別だと割り切って学ぶべきなのですか??

力学/電磁気はひととおり勉強し終えましたが、原子物理はどうもしっくりこないのです・・。
88名無しさん:01/11/27 02:33
高校生ごときでわかるわけねーだろ。
暗記しとけ。
8987:01/11/27 02:35
>>88
了解。
90 :01/11/27 22:49
質問というほどじゃないんだけど物を触ったとき熱いと感じるのはその物を構成する
分子の熱運動が激しいからなら冷たいと感じるのはどういう仕組みなの?
91名無しさん:01/11/27 23:51
>>http://school.2ch.net/test/read.cgi/kouri/1005409328/l50
誰か、このスレの338の問題を極座標の積分で解いてみろ。
92通行人:01/11/27 23:53
>>91
自分でやれや.
93名無しさん:01/11/28 00:04
>>92
俺は解いたぞ。オマエラの実力を見てやろうと思ってな。
94通行人:01/11/28 00:06
>>92
そんな問題、高校生が出来なくても別にいいだろ.
おまえができれば、ここに書き込む必要はない.
95ヘタレ物理学科:01/11/28 16:10
>>87

E = hν は輻射熱のエネルギーというんだけど、証明は割り切ってパスした方がいい。
これだけ覚えておけば、他のエネルギー表記および運動量は式変形で出せるから厳密に覚える必要はない。

原子核物理学の範囲は科学史だと思ってください。
ニュートン力学を裏切る実験結果→それに理論をつけるための努力。
この流れがそのまま問題になることが多いし、流れで覚えれば暗記の苦痛も軽減されます。
96ヘタレ物理学科:01/11/28 16:22
>>90

生物は超素人ですがオレはこんな風に考えてみました。

人間の肌は常温に適応するようにできています。
「熱い」「冷たい」という感覚は、常温以上、常温以下が境界だと思われます。
だから分子運動論的な違いはないと思います。

違う?
97ヘタレ物理学科:01/11/28 16:33
>>91

剛体の力学は一応、工業高校の専門科目でも扱うから高校の範囲と言えるか。(ワラ
でも「一様な密度」の「円盤」に積分はアホくさい。
三角形の面積を積分で出すようなもんだ。
98通りすがり:01/11/28 16:46
>97
じゃ、模範解答は?
99 :01/11/28 18:57
難系の例題38についての質問です。

(1)です。
状態2から3への変化は等圧変化なので、
このとき与えた熱量は 5/2nR(3T-2T)となり、
内部エネルギーの変化は 3/2nR(3T-2T)となり
気体のした仕事は nRT となる。

問題文で与えた熱量が7Q/5とあるので。
気体のした仕事は、7Q/5 * 2/5 = 14Q/25
とは、なぜならいのでしょうか。
100 :01/11/28 21:12
>>99
これはもの凄く深刻な考え違いだ。
「3/2R, 5/2Rが使えるのは、【単原子分子】のときだけ」

これがすべて。
問題文には単原子分子とは書かれていない。
これは難系をやっているのに分からないのは、かなり、ダメだ。
101 :01/11/28 21:16
でも、そのことに気付いていない受験生は多いと思われる。
問題文をちゃんと読めば、単原子とかヘリウムとか書いてあるのにね。
水素分子や酸素分子だと5/2、7/2になるんだよね。
102名無しさん:01/11/29 02:11
>>97
オマエ、口先だけ。プ
103名無しさん:01/11/29 02:11
1ファラッドの静電容量をなぜ半径9000000Kmの球形コンデンサが必要なんですか?
104.:01/11/29 02:31
光波が鏡で反射するとき位相はπずれるのですか?そのままなのですか?
できれば解説も聞きたいでつ。
105:01/11/29 02:46
づれます。理由は固定端だからです。
解説は偏微分の知識が必要ですつ。
10699:01/11/29 14:43
>>100-101

サンクス。
107ヘタレ物理学科:01/11/29 18:31
>>102

これの答案を書いても、それを必要とする人がここにどれだけいるだろうか。
オレは知識を誇示するために 2ch に来てるわけじゃない。
108ヘタレ物理学科:01/11/29 18:32
>>103

東急ハンズと秋葉原で探したけどそんなコンデンサー見つからなかった。今度わけてくれよ。
109ヘタレ物理学科:01/11/29 18:33
>>104

光が固定端反射である理由はとても難しいけど、
固定端反射だと位相が π ずれる理由は説明できます。
「π ずれる」と覚えてるだけの人もいるかも知れないので簡単に説明します。


そもそも「π ずれる」という言い方がオレはキライで「反転する」と言ったほうが現象と親密だと思います。

固定端の極限的近傍における波源波の変位を y, 反射波の変位を y' とおきます。
合成波の変位は

y + y'

と書けます。(∵ 高校は線形波動に限られているから)
ところがここは固定端でした。変位もクソもないはずです。だから

y + y' = 0
∴ y' = -y

見事に「反転」したことを式が訴えてますね。

「反転」とは縦軸の言葉です。これを数学的に変位の言葉に言い換え
----- つまり -sinθ = sin(θ ± π) (cos も同様)という言い換え -----
ることによって「π ずれる」と言われるわけです。
110名無しさん:01/11/29 18:45
>>107
正直に「わかりませーん」って言え。w
111名無しさん:01/11/29 18:55
>110
消えろ
112まらだーん:01/11/29 19:07
【質問】
問題じゃなくて質問です。
寒くなってきて床が冷たいです。金属に触るともっと冷たいです。
でも毛布なんかは暖かくすら感じます。なんでですか?
同じ温度だと思うんですが・・・
気になってうかうか寝てられません。
113.:01/11/29 21:53
>>105
>>109
ありがとうございます
今のところは鏡の反射の時は固定端反射だと覚えるしかないのですね
114「「「:01/11/29 21:58
難問題の系統〜〜からの質問です。

例題70(2)の(ケ)の解説で、
逆誘導起電力V2で消費される電力が
摩擦力に逆らってする仕事に等しい、とありますがなぜですか。

難系を持っている方ご教授ください。。
115:01/11/29 22:12
>>113
受験物理なんてそんなもんです。ある程度わりきることです。
116ヘタレ物理学科:01/11/29 23:59
>>113

より一般的には屈折率の小さい媒質から大きい媒質にぶつかって反射するときは固定端、
その逆が自由端反射ね。知ってたかもしれないけど。
117ヘタレ物理学科:01/11/30 00:00
>>114

この問題のとき回転子は等速円運動をしています。
本来、等速円運動はエネルギーを消費しないはずです。
しかし V2 だけ消費している。使っている犯人を捜すと摩擦しかいません。

その証拠に (コ) の解答は摩擦力でもありますが、
式の書き順を変えてみれば F = iBl 型の式であり、
「磁界から受ける力」と「摩擦力」がつりあっていることがわかります。


...犯人とか証拠とか裁判っぽくなったな。
118おいら:01/11/30 00:11
>難系を持っているかた。

難系からです。お願いします。

例題72の(5)
十分時間がたつと電流は行って位置に達する。

この部分がよく分かりません、お願いいたします
119114:01/11/30 00:28
>117 ヘタレ物理学科

摩擦力を加えない場合でも、誘導起電力Vで
エネルギーが消費されていると思うんですが、
この消費されたエネルギーは何なんですか。
120ヘタレ物理学科:01/11/30 01:46
>>119

摩擦がなくて等速円運動してるときは難系の「基本の考え方」にもあるように
定常状態となってエネルギー消費がないし電流も流れてない。
(電池を向き合わせてつなげた状態と同じ)

オレもこんがらがって焦ったけど、エネルギーの取引を表す矢印を回路に書き込んでみて下さい。
また、エネルギーをカステラの分配の様に考えて見るのもいいかもしれません。
121ヘタレ物理学科:01/11/30 02:28
>> 118

自己誘導のまとまった話をする必要がありそうですね。
今週中にいい回答できるかなあ。

今できるアドバイスとしてはコイルを使った比較的基礎的な問題で性質をつかんで下さい。
122名無しくん:01/12/03 00:02
あげとく
123ドキュン(浪人確定か?):01/12/03 18:57
物理IBの範囲の電(磁)気すらサッパリわからんです・・・。
特にコンデンサーや、直流電流の接続の辺りです。
交流なんて、手を出せそうにもない・・・。
解答見れば、あぁ・・・、とその時は納得できるのですが、ちょっとでもアレンジすると終了・・・。
模試でも力学やら波動やらは満点近く取れるのですが、この分野だけはほとんど出来ないんです・・・。
わからなすぎて、具体的な質問が出来ませんが、考え方など、このドキュンにご教授いただけたらうれしいです。
124名無しさん:01/12/03 19:00
>>123
おれは電磁気得意だよ
125名無し:01/12/03 20:11
質問です。
非オーム抵抗っていうやつがさっぱりわかりません。
VーRグラフで曲線と直線の交点をもとめて、
とくみたいなんですけど、これはなにをしてるんでしょうか?
教えてください。
126ロボ手力:01/12/03 20:13
>>125
抵抗は温度によっても変わる。
ソレをグラフしたのがあの曲線。
この時期からならもう慣れちゃうしかないよ。
127 :01/12/03 23:09
モーター等で外部から操作できる車の場合でも運動量保存則が成り立つんですか?

あと、我々が普段利用している車は、もしなめらかな床の上に乗っていたらスタートできますか?
128ベル:01/12/03 23:19
>>125
教科書でやんなかったか?
ρ=ρ(0)(1+αt)
ってやつだと思うんだけど(うる覚え).
129ヘタレ物理学科:01/12/04 01:38
お久しぶりです。age てくれたみなさん、ご苦労様でした。

>>123

力学ができるなら救いがあります。電磁気は力学の理論に落とすものだから。
センターレベルまで一ヶ月、二次私大レベルまで二ヶ月あれば電磁気一週することは可能ですよ。あきらめてはいけません。
電磁気の概論を書き込むと言いながらクーロンの法則を上で書いた以来全然進んでなくてすみません。

回路の解法を語るとなるとまた長いので、すまん、参考書にまかせる。

慣れないうちはとにかく未知数を文字に置け。カッコワルイ連立方程式を解きまくれ。
慣れてくれば物理的根拠に裏付けられた暗算が文字を減らしてくれる。
130ヘタレ物理学科:01/12/04 01:39
>>125

グラフの交点を求めるとは、いいかえれば連立方程式を解くことだ。
オーム抵抗を含む回路では、オームの法則と別の式を連立するわけだけど、それと同じ行為です。
131 :01/12/04 01:43
新・物理入門をやろう!
132ヘタレ物理学科:01/12/04 01:55
>>127

理想的に滑らかな面の上では車はスタートできない。
雪の多い地方では凍った路面で空回りから抜け出せない車を観測(笑)することができる。
これを理想的と言ったら運転手に怒られそうだが。

また、歩くこともできません。
片足を前に出すと、もう片足は運動量保存より後ろへ滑る。

この応用例としてはベルトの上を歩き続けるマヌケな健康器具がありますね。
(ただしあれは、足とベルトおよびベルトとコロは完全摩擦で、コロと本体が滑らか)
あんなのずっと家の中でやってたら不健康としか思えないけど。(わらぃ
133 :01/12/04 12:47
上げ
134     :01/12/04 18:53
>>1
水の中に鏡を置き、水の外から見た時の光の干渉がわかりません。
単純に2倍しても計算が合わないのです
135CHRONO:01/12/04 22:17
>>134
固定端反射が2回なので、位相はずれません。
136高三:01/12/04 23:34
>>125
非オーム抵抗でグラフが与えられている場合、
そのグラフを適当にf(V)とかf(I)とか関数置いて、
そのままオームの法則につっこむ。
で、f(V)=とかf(I)=の式にして、
たとえばf(I)=3-2Iとかになったら、
グラフに3-2Iを書き込んで、交点が答え。

ってやってるけど。これ、勉強してなくて苦し紛れに生み出した策
なんだけど、なかなかいい。
137名無しさん:01/12/05 00:34
複雑な回路で連続方程式と回路方程式を立てて解くときのコツみたいなものはない?
138age
age