物理の質問

＞代入法で解いてはいけない
意味がわからない。第一式をVa=の形にして第二式に代入、Vbの符号の正負について吟味してVbを決定する。
これを第一式に代入。Vaが出る。

だから代入したらだめなんだって・・・

ダメな理由がない。数学的に許されている操作である以上それで解いて問題ない。
しかも、それ以外の解き方を知らない。

たぶん、Vbを求めた後で第二式に代入してVaを求めてはいけないとかそういう話じゃないのか？

俺の学校の先生は代入が嫌いらしいんだ
何でかしらんけど

だけど代入するしか方法がないんならそれで
突撃してみる
ありがとう

m×Va＋M×Vb=０ …�@
m×Va^2+M×Vb^2=ka^2 …�A

�@×Va-�@×Vb=0を計算すると
mVa^2-MVb^2=0…�@'
�@'と�Aを連立させれば簡単に解けるでしょ、次数同じだし


３本以上の方程式はコンピュータで計算させるときは行列作って解く（加減法）から、
それの練習させたいんだろうけど、正味高校でそんなこと無駄どうでもいい
大体方程式を行列使ってやらせてないだけ無駄

訂正
�@×mVa-�@×MVb=0を計算して、
m^2Va^2-M^2Vb^2=0…�@'
�@'と�A×m、�@'と�A×Mをそれぞれ連立して計算すれば求まる。

水平な地面に置かれたボールを、水平からの角度θ[rad]の方向へ速さｖ[m/s]で蹴った
このとき、θ＝π/４としてボールを蹴りだすと、ボールは地面と衝突した後π/６の角をなす方向にはねかえった
はねかえり係数ｅを求めよ

という問題なんですが
ボールが地面と衝突したときの垂直方向の速さ(鉛直上向きが正)が−ｖsin(π/４)、はねかったときの速さがｖsin(π/６)
ということで
ｅ＝−[ｖsin(π/６)/{−ｖsin(π/４)}]
としてはいけないのはなぜですか？

よろしくお願いします

すみません、訂正です

×速さｖ[m/s]で
↓
○初速度ｖ[m/s]で

＞はねかったときの速さがｖsin(π/６)
これ本当？

反発した面が滑らかか摩擦があるかで状況は変わるけど、まぁ条件的に滑らかということが前提でしょうな

速さｖであたって反射した球の速さがvだったら壁泣くっしょ？存在自体ほぼ無駄じゃん？
弾性衝突だろうが、非弾性衝突だろうが反射した球の速さが一定ってなんかおかしくね？って思わね？
壁から力受ける向きって、面に垂直方向と水平方向のどっちよ？
速さ変わるのって力（力積）加わるからでしょ？
力加わる向きは垂直方向だけで、水平方向には一切力加わらないっしょ？
なら速さって絶対遅くなってないといけないっしょ？
だから反射後の速さをvとしているところがおかしくね？ってならね？

>>940
あ、それは条件としてあったのではなく、自分で考えたものです
書き方がまぎらわしくてすみません

>>941
なるほど
垂直方向で力はたらいて速度がその影響をうけているから衝突前の速度から直接式が立てられないということですね

ありがとうございました

交流電源にコイルが繋がれてて、
交流の電圧がVのときに
コイル間の誘導起電力もV
なら、コイルに電流流れなくないですか？

電流流れないのになんで誘導起電力Vが発生するの？
V=-dφ/dt=LdI/dt　じゃね？
I=0（常に一定）ならdI=0でV=0にならないとおかしくね？

うぅ。混乱してきた。
そもそもショートしてしまわないの？
コイルって導線よね？

電源がv=Vsinωtの交流電圧として、
キルヒホッフの法則から、誘導起電力をV0=LdI/dtとして
Vsinωt=LdI/dt
sinωtdt=LdI/V　（変数分離型の微分方程式）
-cosωt/ω=LI/V　（定数項面倒だから省略）
I=-Vcosωt/ωL　　（Iについて整理）

ちゃんと電流流れてんじゃん
交流電圧とは位相がちょいsinとcos的な感じでずれてるけど、一応電流流れてる
電流流れない（電流の値が時間的に変化しない）と、dI=0で誘導起電力発生しないよ
打ち消し合う（？）のは誘導起電力と電源電圧じゃね？

>>945
コイルは直流電源（定常状態後）なら短絡として扱うよ
だけど交流電源の場合は、常に電流値が変化するから、当然誘導起電力（電位差）が発生しちゃって短絡ではなく、
抵抗的な性格が現れる。
>>946の最終式みると、I=-Vcosωt/ωLとなって、これを直流のときのオームの法則のRに対応してるようなものを考えると、
V=IRと比較して、R=ωLっぽいのが現れる　これが交流のときのコイルの抵抗的な作用をあらわすもの（リアクタンス）　　

おおお。即レスありがとう。
ある瞬間ごとに電源電圧と誘導起電力が同じになるってことは、
例えば同じ電圧の電池二つを正極同士、負極同士で繋ぎ合わせたのと一緒だよね？
この瞬間に電流が流れてるのが不思議なの。

なんというか、電子そのものの慣性の法則みたいなのが影響してる。

流れるプールでたとえたほうがいいか？

結局一度流れ出した電子は、電圧が作用しなくてもしばらく流れ続ける。
銅線の抵抗によって電子の流れがなくなるまで、流れ続ける。

電流が流れないと誘導起電力が起きないから

電流が流れる→誘導起電力が起きる　の順で事情が進んでるから
電流が流れてない場合は正極同士つないだときの片割れがいない（誘導起電力がないんだから）状態
電流が発生して結果として誘導起電力が発生している
電流が流れてること前提じゃないと誘導起電力という仮定は成り立たなくね？

あんまり複雑に考えすぎず、コイルは交流に対しての抵抗みたいなもん、と思っとけばいいと思うよ
たとえば、抵抗Rを電池とつないだときに加わる電位差をVとして、電池をVとすれば、
V=V0だし、コイルをつないだときに交流電源をV0とて、コイルの電位差をV0とすると、
やっぱりV=V0となる
なんかコイルを電池みたいに考えてるからゴチャゴチャになるんじゃね？

訂正
２行目
電池をV→電池をV0
３行目
コイルの電位差をV0→コイルの電位差をV

超ありがとう！！
わかりやすかったー！

どういたしまして＾＾

光って媒質中では赤より青の方が屈折するんだよね？
でも白色光を回折格子に垂直にあてたときに、

赤〜青 中心 青〜赤

になるじゃない？
もし垂直に当てなかったら赤〜青の順番が入れ代わったスペクトルが観察されたりする？

>>955
原理を考えればわかる。
方向が変わるだけで、順番は変わらん。

そうかー。ありがとう。

運動量保存則で衝突の問題を扱うときって速度の向きってどうするんですか？

為近の新刊の解法とルールの話を持ち出して申し訳ないです
２つの保存則の問題６なら問４で具体的にV’の速度の向きを左向きとして決めていて
運動量保存則の式の中にも−として反映されていますが、
単振動の問題１０の問３の(1)では衝突してもおもりの向きを右向きとして仮定してます。

僕はずっとそういうのは正の向きに仮定して後で判断すればいいと思っていたんですが・・・
どうかよろしくお願い致します

>>958
基本的に解きやすい方で構わないと思います。仮定の仕方は自由です。
ご存じのように、衝突後の運動の向き予測がつかないこともよくあります。
そのようなときはすべて正の向きに置くのが一般的のようですが、
定性的に向きが明らかな場合はその限りではありません。

問題6と10の解法を違えた意図は、不勉強ながら勝手に推し量るなら、
・異なる仮定の仕方をそれぞれ提示することで見方が広がる
・問題6ではV=(m/M)v、V'=(m/M)v'を得るときにマイナスが付いて
　煩わしくないように向きを設定した
という点くらいしか今のところ私には思いつきません。
問題6で同じ向きに、問題10で違う向きに速度を仮定して、
同様の結果が導けるのを確かめてみるのもいいと思います。

漆原さんの物理面白いほど力学編のP187、曲面上の円運動で何故最大の垂直抗力を受けるのがＣ、Ｄ、Ｅのどれかになるんですか？
持ってて分かる方いたら教えて下さい(__)

超どうでもいい質問なんですけど、「インピーダンス」が
「○○リアクタンス」という名前でなく「インピーダンス」と呼ばれるようになった理由とかってあるんでしょうか。
例えば「合成リアクタンス」という名前の方がよほどわかりやすかったと思うのですが。

>>961
リアクタンスはインピーダンスの虚数部を意味する。実数部は抵抗Rだ。

インピーダンスは障害物のような意味があるから、実部と虚部を総合してインピーダンスと
呼ぶようになったのだと思う。

物理の質問　第２巻
http://namidame.2ch.net/test/read.cgi/kouri/1253294303/

実数部・虚数部つっても複素表示習わない受験生には分からないだろ
せめてベクトル図で言えよ

地方の公立進学校とよばれるような高校の３年です。予備校も使っています。

学校で買った数研の重要問題集、やっと１周目が終わります。重問の２周目
と並行して、駿台の新物理入門問題演習をやるか、難系をやるか、悩んでいます。

志望校は京大工学部です。
よろしくお願いします。

重問１周目終わったばかりなら難系例題

>>966
ありがとうございます。重要なことを言うのを忘れておりまして、東進で苑田先生
の物理を受講してるので微積に関しては全く抵抗がないです。
受講してなかったら難系にしてると思いますが、できることなら微積を使っての
解法の練習・演習をしたいと思って、新物理演習と悩んでいるのです。

>>967
微積用いた物理か。
ヘタをすると、不合格確実だな。
京大物理は微積分を背景にしていることがわかれば十分で、計算は近似計算を誘導
して計算させる。座標軸を通常と逆にしたりして微積分でやると符号が逆になったりする。
京大は長文の読解力が要求されるし、基本原理から構築するような問題だ。

学力に余裕があるレベルなら微積分を用いてさらに上のレベルから物理を見てもいいが、
一般の模試で、偏差値７５あたりをコンスタントにとれないレベルで、微積分使っていると、
不合格への道まっしぐらだな。
工学部だろ？　だったら英数とか国語とかのバランス考えた方がいい。

微積分を使って理解して、
微積分を使わずに解いてみる
これが最強

>>961

君はどこになると思うの？

間違えた。

>>960

君はどこになると思うの？

>>962、>>964
ありがとうございました。なんか分かりそうです。

東進で苑田先生の物理を受講していても重問１周だけなら理解度が不十分だろ
それに前レスにも書いていたように京大の問題はただ単に物理の計算を要求するだけでなく
文章読解力や物理の基本原理を追求するから微積をする前に過去問をやってみて入試傾向を研究しろよ。

コイルに電流が流れてる時にコイルに発生している磁気エネルギーを
磁界×距離で求めようとしているんですけど
(1/2)LI^2と一致しなくて困っています。
磁気エネルギー＝磁界×距離
という認識が間違っているのでしょうか？

（電荷の移動による単位電荷あたりの）
電気エネルギー＝電界×距離
の類推か？なかなかよろしい。
ちなみに電子が磁界から受ける力は磁界に垂直だから
エネルギーの増減には関係なさそうだな。
ではエネルギーはどこに蓄えられるのか、教科書に書いてないか？

理想的なソレノイドの場合なんかはこの方法で出せるが微妙に高校範囲外。
（ヒント：磁場のエネルギー密度＝(1/2)B↑・H↑）

物理では原理を追求することはとても大切だけど・・・
この場合は現実のコイルにも通用するやり方が、
イルをひとつの部品と見る普通に教科書に載ってる出し方。

磁界に垂直だから
ではなく、
電子の運動方向に垂直だから、だな、ゴメン

>>971
見当がつかないです。なんとなく感覚的にはＡ、Ｅ、Ｆ、Ｇは無いと思うのですが。

>>975
ありがと！
線積分だからダメだったのね！
っていっても体積積分できないけど。

ってことは、日頃やってる
H=ｎI
っていう磁場の他にも、コイル内には磁場があるってこと？

>>359
遅くなってしまいましたが、とても参考になりました。
定性的に考えて向きを考えられるならそういう風に向きをとってもいいってことですね
不勉強何てとんでもないです。
こちらこそとても勉強になりました。ありがとうございました

全然運動量保存則が理解できない・・・助けてください。

質量2mのおもりと質量mの物体が入った質量mの容器が軽い糸でつながられていて静止している。
物体と容器の間には質量を無視できる火薬が置いてあり、火薬が爆発して物体は上方向へ上昇、容器は下向き、おもりは上向きに動きだし、
その後下降した。爆発直後、物体は地面に対してvの早さをもつとすると、容器は地面に対して□v持つか求めよ。

解答,
爆発直後の容器の速度を鉛直上向きにνとする。このとき、おもりは容器と一体となって運動するから、
運動量保存の法則により、0=mv+(m+2m)ν
となっているんですが、方向の取り方とおもりと容器の動く方向が違うのに一緒にして良いのか分かりません。
初歩的な問題だと思いますが、すみません教えてください。

>>980
問題はそれだけ？ 図とか文とか勝手に省略してないか？
おそらく定滑車かなんかがあるんだろうけど。

次スレがあるのでそちらでやったほうがよいと思う。