1 :
ご冗談でしょう?名無しさん :
2010/12/12(日) 04:54:57 ID:XTnRZL0s まずは
>>1 をよく読みましょう
・高校物理以外の質問はお断り
・質問する前に教科書や参考書をよく読みましょう。
・質問者は何が分からないのか、どこまで考えたのかを明記しましょう。
問題の丸投げはダメです。丸投げに答えるのもダメ。ヒントを示す程度に留めましょう。
・質問者はあらゆる回答者に敬意を表しましょう。
質問に対する返答には、何かしらの返答を。(荒らしはスルーでおながい)
・回答者がわかるように問題を書くようにしましょう。
問題の写し間違いに気をつけましょう。
問題の途中だけとか説明なく習慣的でない記号を使うとかはやめてね。
■書き方
・数式の例 (ちょっとした疑問や質問スレのテンプレも参考に)
ベキ乗 x^2
平方根 √(a+b)
分数式 ((x+1)/(x+2))
三角関数 sin(θ)
・図
図が必要な場合、画像としてupするか、文字で書くことになります。
文字で書く場合は、ずれに注意してください。
MSPゴシックで表示できるエディタや2ch専用ブラウザを使いましょう。
また、連続する半角空白は単一の空白として表示されるので注意。
前スレ
高校物理質問スレpart13
http://kamome.2ch.net/test/read.cgi/sci/1284096699/
2 :
ご冗談でしょう?名無しさん :2010/12/12(日) 11:18:54 ID:/N4s8W9j
http://www.dotup.org/uploda/www.dotup.org1295597.jpg 図のように、コイル内を右向きに貫く磁束が減るので、
この変化を打ち消す向きに誘導電流がD→R→Aに流れる。フレミングの左手の法則よりAB部分には下向きの力が働く
と考えて答を(エ)としたのですが答は(ア)でした
解答では コイル内を右向きに貫く磁束が増えるので … とのことだったので最初から駄目だったようです
その「コイル内を右向きに貫く磁束が増える」の部分がどう考えればそうなるのかよくわからないので教えてくださいお願いします
目高筋物理膣悶スレ part69
>>2 おそらく、立体の図からコイルの角度をどう読み取ったかの微妙な違いだろうと思うけど、
実はそこはわりとどうでもいい。
大事なのはコイルの面の向きに対してどうかであって、右左じゃないので。
あなたの図のように読み取って「コイル内を右向きに貫く磁束が減る」と考えても間違いではないし
それでも答えは変わらない((エ)にはならない)。
>>4 ドアホウな勘違いしてました
ありがとうございました
なんでこんなに梃子摺ってたんだろう 死にたい
6 :
ご冗談でしょう?名無しさん :2010/12/12(日) 17:05:50 ID:5F/PmMDI
ガウスの法則をできるだけ高校数学で噛み砕いて説明してもらえませんか? 点電荷での説明は球を考えればすぐ分かりますが、任意の形状でも同じことが言えるというのは直感的には理解できません。
電荷qから出る電気力線の本数が常にq/εだってことだよ
8 :
ご冗談でしょう?名無しさん :2010/12/12(日) 17:25:47 ID:5F/PmMDI
電荷分布が任意なのか閉曲面が任意なのか分からないけど 総電荷Qを囲ってやればそこを通る電気力線の本数は一定だろう
>>8 それを結論だと思ってること自体に違和感があるなぁ
高校数学への応用だと、コンデンサーで考えると
面白いね。自分で考えれば分かるレベルの話。
コンデンサー全体、コンデンサーの片方の板、
など囲む平面を考えて閉曲面をとってみればいろいろ
分かることがあるから。
斜面を下って運動をしている物体についてのvtグラフがあり、 それに書かれた線がv=0の時t=0を通る上に凸のグラフだったとして、 t=0の時も運動していると見なしていいんですかね?
12 :
ご冗談でしょう?名無しさん :2010/12/12(日) 19:27:01 ID:Ub+NBrBd
凸レンズの問題で、レンズの左側にろうそくを、右側にスクリーンを置いて実像や虚像をつくる問題がよくありますが、スクリーンをレンズの左側にやっても虚像をスクリーンに映すことはできないのでしょうか?
>>11 あなたの定義次第だ。
静止している状態を運動に含めるのなら運動していることになるし、含めないのなら運動していることにならない。
でも静止状態も運動の形態の一つと考えた方が都合がいいでしょ。
>>12 虚像がスクリーンに映るわけがない。もし像がスクリーンに映ったのなら、それは実像でしょ。
マリオのファイアーボールはなぜ地面と弾性衝突を繰り返すのですか?
そう定義されてるから。
内部エネルギーを消費して跳ね上がる。 一定以上消費が進むと、急速に燃焼されて消える。
>>16 なるほど!
だから、画面の外の敵には効かないんだね!
18 :
ご冗談でしょう?名無しさん :2010/12/13(月) 21:27:34 ID:127RWs7v
>>13 でしたら運動方程式やら動摩擦係数を使っていいって事ですね
ありがとうございました
20 :
ご冗談でしょう?名無しさん :2010/12/13(月) 21:56:37 ID:8OuEtzja
>>18 二等辺三角形の内角の和から ∠TAN = (180-θ0)/2が得られ
求める角度 = 90-∠TAN = θ0/2 が求まる。
(∠TANは、とりあえず図から判り易い様に命名した)
>>20 ありがとうございます!
二等辺三角形を見落としていました
正三角形PQRの3 辺PQ,QR,RP上にそれぞれ点A,B,Cをとる。△PCA, △QAB,△RBCの外接円の中心をそれぞれO1,O2,O3,その半径をそれぞれ r1,r2,r3 とする。△ABC の3 辺の長さをa = BC,b = CA,c = AB とする とき, △O1 O2 O3 は正三角形であることを示せ
まあ勝手に示してくれ
丸投げスレにも書いてるし
つーか重りのせるとか吊るすとかしないと 物理ですらないしな
フックの法則についてですがグラフが原点を通らないのですがなぜかがよく分からいのでお助けください
なんのグラフだか知らんが、原点通したいなら そのように原点を決めればよい
バネの力はバネの長さではなく自然長からの変位に比例するとかか?
29 :
ご冗談でしょう?名無しさん :2010/12/16(木) 22:09:28 ID:A0rz3bBL
こんにちは!
図のような動滑車についておしえてほしいのですがこのスレでいいですかね?
http://loda.jp/mcnc/?id=45 左図の場合ひもを2m引っ張ると動滑車は1m移動するとわかるのですが
右図のようにひもと滑車に角度がある場合の移動量はどうやって計算すればいいのでしょうか?
角度がわかってるので三角関数(?)使えば求められると思ったのですが動滑車が移動するたびに角度が増えるので
どんな計算すればいいのかわかりません。
ヒントだけでも教えてもらえると助かります。
>>29 ヒントは3平方の定理。
あと そのレスだとこの角度となる瞬間の移動比率は出せるんだろうけど、
これ以降の一般的な答えを得るには、この角度だけじゃなく定滑車・同滑車・紐の固定点の各座標の値が必要だよ。
万有引力の位置エネルギーの基準点を無限遠にとることの意味がわからないです。 無限遠に取ったら、もう地球には落ちてこないのではないのでしょうか? それなのに位置エネルギーはたくさん持ってるわけですよね? 位置エネルギーをたくさん持っているのに、地球に落ちてこないなら 持っていても使えないのではないのでしょうか?
位置エネルギーの公式 G×Mm/r^2 地球からドンドン離れていくと分母のrが無限に大きくなって 位置エネルギーが0に近づく だからドンドン地球から離れていくと位置エネルギーは小さくなる
>>32 公式間違えてるし、「位置エネルギー」は無限遠で「最大」。
>>31 別に基準自体は何処でとってもいいんだが、他の何処でとっても恣意的になる。
位置エネルギーが最大値をとり数学的に最も扱い易い無限遠を基準にするのは自然と思う。
>万有引力の位置エネルギーの基準点を無限遠にとることの意味 書くのが楽だから 他の点を基準に取るとU=-G×Mm/r+αの形になって面倒なだけなので 自分で考える分には好きな場所を基準に取ってください (距離r0離れた点を基準に取るとα=G×Mm/r0となります)
「摩擦はないものと考える」と同じだあね。
>>31 は「摩擦のない物質はこの世には存在しないので、この問題はこの世の問題ではない
この世の問題ではないから物理法則も違うかもしれないので解なし」とか答えるんだろうか
古典論だとエネルギーの基準はさして意味がないからしょうがない。
>>31 おそらく、今の貴方の思っている「位置エネルギー」の概念が狭すぎるんだと思う。
方向によらない。 質量によらない。 ってことを要請しようとするなら、無限遠しかない。
位置エネルギーは最大でも無限遠だと何も仕事できないと思うのですが だって地球におりてこれないのだから と思うのです
ゴミめ
戦闘力はたったの5か。
位置エネルギーの基準点なんてどこにとっても変わらないだろ。
重心だけは止めておけ。
一番わかりやすいのは地面だね
45 :
29 :2010/12/18(土) 22:21:48 ID:TJpjkPh6
>>30 ありがとございます。
三平方の定理使って計算しようとしたのですが思ったより難しいです。
頭こんがらってますのでもう少し試行錯誤してみます。
あと一点だけおしえてください。
>これ以降の一般的な答えを得るには、この角度だけじゃなく定滑車・同滑車・紐の固定点の各座標の値が必要だよ。
必要な座標なんですが、この3点だけということは、ひもを引っ張る点は必要ないでいいですかね?
つまり図では引っ張る箇所も15度になってますが、ここの角度は15度だろうと30度だろうと計算には関係ない箇所ですかね?
>>45 ひもは定滑車に繋がっているのだから、どのような向きにひもを引いても
向きの情報は定滑車で失われてその先の動滑車には伝達されないから必要ないでしょ。
必要なのはひもを引く長さ、もしくは速さだ。
>動滑車が移動するたびに角度が増えるのでどんな計算すればいいのかわかりません。
角度が定数でははなく、ひもを引いた長さ、もしくは時間の関数になるだけ。
>>45 >つまり図では引っ張る箇所も15度になってますが、ここの角度は15度だろうと30度だろうと計算には関係ない箇所ですかね?
質問レスの文意から紐を引っ張る位置は変わらない(座標一定)ととりました。
(床が有って紐をまっすぐでなく横に引っ張るとかは、図に無い余計な仮定を持ち込みますので)
紐をL引いた時の動滑車の位置を求めるには、動滑車の高さ座標を未知数xとして紐の長さを式で表せばそこから出せるでしょう。
速度と速さの違いがイマイチ分かりません… 単語を調べると速度は向きと速さを併せたもの、とありますが、 運動量保存らへんの問題の解説を見ると速さを使ったり速度を使ったりで訳が分からなくなります イメージでいいので教えていただけると有難いです
速度は方向性を持ち、負の値を取りうるベクトル 速さは方向性を持たず負の値を取らないスカラー たとえばある物体が南に100km/hで走っていたとするとき、 その速度は北を基準に取るとすると -100km/h その速さは 100km/h
速度が向きを持ったベクトルで 速さはその大きさ(絶対値)だけ取り出したもの 速度に時間を掛けて集める(積分)と位置の変化(変位)に 速さに時間を掛けて集めると道のりになる 円運動で速度を1周期だけ積分しても当然変位は0 速さを1周期積分すると円周が出てくる
正直慣例でしかないけどね。明示したいなら速度ベクトル、速度スカラーとした方が伝わり易いと思う。 運動量保存などの問題でスカラー量(速さ)を持ちだすのは、ベクトルの成分表示をした上で一つの成分に着目しているから。
でも、運動量保存の式でvをマイナスの物として扱う事もありますよね? この時のvは速度なのですか?
問題文にもよるけどその場合は速度かな 運動量自体が質量×速度のベクトルであって 運動量保存はベクトル量の保存則 もし問題文中で速さが条件で与えられた場合 向きの情報を加えて速度・運動量を表わして 式を立てることになる
54 :
48 :2010/12/20(月) 01:55:43 ID:???
vを速度とするか速さとするかで答えが変わったりしませんか? 例えば衝突後2物体が逆の向きの運動をしたとすると、運動量保存を使う際に 速さは向きを考慮してマイナスを付けますよね でも速度とするならばどちらもプラスとして処理しますよね… 答えが全然違ってくるような気がするのですが、何か勘違いしてるでしょうか
正しく正負扱えば同じ答えが出るからやってみ
確かに、よく考えると同じですね 要は具体的にvを出す時に向きを決めて符号を考えるのが速度、 運動量保存を立てる時に向きで符号を考えるのが速さって解釈でいいんですかね?
57 :
ご冗談でしょう?名無しさん :2010/12/20(月) 10:07:59 ID:QzZEvhXT
セックスなう
運動量保存則の式中における速さvというのは、 ベクトルの一成分の値。 たとえば、1=cos^2[θ]+sin^2[θ]の関係から、二次元ベクトルrは r=|r|(cos[θ], sin[θ]) とあらわされる。この三角関数の具合いで各成分の正負が変わる。(-1<cos[θ]<1,-1<sin[θ]<1) 成分の組み合わせ、θの大きさによって、ベクトルの向きが変わる。 θ=π/2とすると、r=|r|(0,1) ↑向き θ=πとすると、r=|r|(-1,0) ←向き θ=3π/2とすると、r=|r|(0,-1) ↓向き
59 :
ご冗談でしょう?名無しさん :2010/12/21(火) 21:53:59 ID:4GHVT5+Y
60 :
ご冗談でしょう?名無しさん :2010/12/21(火) 22:03:25 ID:U87BHwxH
波長λは山から山の最短距離で定義されるから。 節は山と谷がぶつかる所で生じるから。
61 :
59 :2010/12/22(水) 00:05:12 ID:8p7yoSKQ
>>60 ??
「上側の山の実線」にある直角マークのところからλの垂線を右下に向かって引くと、当然「下の山の実線」にも垂直になりますよね?
どうしてその交点にちょうど節線(点線)も通っているのでしょうか?
「入射角が30度だから」でいいんじゃね。 そこは問題にとって本質的なところじゃないよ。
東京書籍の物理の教科書で、 「閉管の振動」ではクラリネットの、「開管の振動」ではサックスの写真が 何の説明もなくタイトルの横に添えられていますが、 これらの楽器が閉管、開管の代表例、という風に解釈してもいいものですか?
66 :
ご冗談でしょう?名無しさん :2010/12/26(日) 01:07:32 ID:YFEE70Dq
物理かどうか分からないのですが、どうしても分からないので質問です 冬に太陽が真南に来た時に光電池を使って動く車を外で走らせると、光電池の地面に対する角度が32度の時一番速く走った。 地球は、太陽と地球を結んだ直線と直角に交わる線に対しておよそ23.4度傾いている。 また、S市の緯度は、35.9度だとする。 このことを参考に、S市で夏至の太陽が真南にきた時は光電池を地面に対して何度傾ければ自動車は一番速く走りますか という問いです。 答えは77.5度のようです。しかしその過程が全く分かりません。 良かったらご教示ください
>冬に太陽が真南に来た時に光電池を使って動く車を外で走らせると、 >光電池の地面に対する角度が32度の時一番速く走った。 はまったくいらない。仮に必要だとしても、冬だと言ってるだけじゃどーしょもない。 夏至の時の太陽の南中高度は北緯35.9度では何度になるのか? それと直角の角度を出しただけ。
あっそーだ、だけど77.5度じゃ直角にならないなあ・・^^; 出題者の頭を「バカっ!」と言ってひっぱだきな。(笑)
この問題 S市の緯度を未知数にしとけば良かったのに。
>>66 図を描けば理解しやすいよ。
70 :
ご冗談でしょう?名無しさん :2010/12/26(日) 01:33:23 ID:YFEE70Dq
>>69 ありがとうございます
しかし図を書いても分からないのです
無学ですいません
計算過程を教えていただけませんか?
35.9-23.4=12.5 90.0-12.5=77.5
ありがとうございます しかしどうしてそうなるか、やはり分かりません もしよろしければ考え方も教えてほしいです(面倒でしたらすいません)
>>71 ,あっ、こーゆー計算をしたのかあ・・
そりゃわかんないよ。(笑)
S市の天頂方向に線を伸ばし、地球の軌道平面に垂直な線をおろす。 二つの線と、地球-太陽を結ぶ線分の三つで直角三角形ができる。それぞれの角の大きさは、 12.5, 90.0, 77.5度。
>>72 >>71 さんは35.9度での夏至の太陽の南中高度を出してくれたのね。
それに光電池を垂直にすれば当然出力は最大になる。^^;
問題と正解がひどすぎるよ。(笑)
S市杜王町あたりかな?
77 :
66 :2010/12/26(日) 02:19:45 ID:???
遅ればせながらようやく分かりました ありがとうございました 助かりました
参考書に、仕事=力×距離 と書いてありますけど、力×変位 の間違いではないでしょうか?
79 :
ご冗談でしょう?名無しさん :2010/12/26(日) 12:39:10 ID:zKUyuB+O
>>78 【動いている距離の間ずっと力が働き続けている】、ってことでの仕事。
どうしても距離って言うと横方向でイメージしちゃうから、動く最初に力がかかるだけって思っちゃう。
縦方向に運んで行く(荷物をしょって山に登る)でイメージしてみてね。
恋のメコスジロード
>>78 変位が0でも力が働いた距離は0じゃないときもあるだろう
力が摩擦力とか非保存力であれば変位じゃおかしいことになる
ボイルの法則において 体積半分→圧力2倍はイメージしやすいんですが 圧力2倍→体積半分ってイメージしにくくないですか? むしろ後者の場合って体積も2倍になりそうな^^:
>むしろ後者の場合って体積も2倍になりそうな^^: それって、温度を上げるなど何らかの方法で内圧を2倍にしたら、 外圧がそのままなら体積が2倍になっちゃう、って話じゃないか? で、その話だと体積が2倍になったときには内圧は1倍に戻ってるぞ。 ボイルの法則そのままだ
http://nagamochi.info/src/up48985.jpg 重問31番です
(2)について
(a)、(b)、(c)共答えは出せるのですが、
A,B,Cが得た運動エネルギーの和をK
Cが失った重力によるエネルギーをU
摩擦によって失われた力学的エネルギーをΔWとすると、
UはKとΔWに分配されるので、U=K+ΔW
というのが納得出来ません。
自分の頭の中ではU+ΔW←(失われたエネルギー)=K←(得たエネルギー)
となってしまいます
また(3)では
「Bの長さをLとすると、AはB上を、Bに対してL/2だけすべるので・・・・」
というのが何の前説も無しにさらりと書かれてるのですが、どうしてでしょう?
>>84 前段
エネルギーは失われるのでは無い、別の形に変化するだけだ。
何が何に変化したかを考えれば、それらの関係が理解できる。
後段
>Bの中央には小物体Aが乗せられている。
国家間の相互作用を考察する力学か?
89 :
ご冗談でしょう?名無しさん :2010/12/30(木) 10:04:17 ID:57NTtHyr
長さl断面積S質量mの棒状の浮きを水に浮かべ 浮きの底の水面からの深さがhとなる(大気圧p0,水の密度ρ) 底の位置での水圧pはp=p0+ρhg 物体の底面の位置(深さh)での水圧pは、底面積1m^2長さh質量m=ρ×1×hの水の柱の上に大気圧p0が加わったときに底面で受ける力と等しい p=p0+mg =p0+ρhg 上記は参考書の考えなのですが、私は水の柱と大気圧の他に 「浮きの浮いた部分」を考える必要があると思うのですがどうしてそうならないのでしょうか? 長文すみませんどなたかお兄ちゃんどいてそいつ殺せない
90 :
ご冗談でしょう?名無しさん :2010/12/30(木) 10:06:42 ID:57NTtHyr
すみません間違えました上は真面目な質量です どなたかお願いします
予測変換かw
>>89 >p=p0+mg
まずこれは間違っているでしょ。圧力(p、p0)と力(mg)は次元が違うのだから、こんな式を書いてはいけない。
>上記は参考書の考えなのですが、私は水の柱と大気圧の他に「浮きの浮いた部分」を考える必要があると思うのですが
「浮きの浮いた部分」は水の柱の中にすでに織り込まれている。
具体的には、「浮きの沈んでいる部分と浮かんでいる部分の重力の和」が、
水の柱に含まれる水の重量と等しくなるんだ。物体が浮くとは、要するに物体と同じ重量の水を排除することだから、当然そうなる。
だから「浮きの浮いた部分」を別途に考えたりすれば、この部分を二重にカウントすることになって実際と違ってしまう。
>どなたかお兄ちゃんどいてそいつ殺せない 妙に心に残った
>上は真面目な質量です これも
shitu で質量を出すのはともかく on でお兄ちゃ(ryを出すような予測変換は殺しておいた方がいい
96 :
89 :2010/12/30(木) 12:33:09 ID:???
>>92 分かりやすくご解説いただき、どうもありがとうございます!
あと書きミスすみませんでした・・・
変位の式y=vt-〜で代入する速度と加速度を負にしなければいけない時ってありますか?
放物線運動ばっかやってるせいかそもそも式がy=Vt+〜でしたね、どうりで変だと思いました これは自己解決しました
VxとVyの速度を持つ物体があるとして こいつの持ってる運動エネルギーはスカラーですから両方の成分のエネルギーを足します 一方、両成分をあわせた速度(二乗の和√)の運動エネルギーも結果は同じになるんですけどこれってどういうことですかね?
x成分・y成分のような正規直交座標で表わした場合 三平方の定理が成分でそのまま使えて Vx^2+Vy^2(+Vz^2)=V^2が成り立つ あとは全体に質量掛けて2で割ってください
一般に成り立つんですね ありがとうございました
電磁誘導でコイルを作ってそれに向かって磁石をシコシコ横に連続的に振ると 流れる電流の向きは常にいったりきたりしてしまうんですか?
そうなるんじゃないかな
>>102 正確に言うと、交互に逆向きになるのは起電力であって、
電流がどうなるかは周りの回路をどう作るかによる。
質問です! 経路差が2d=(m+1/2)λの時、光路差の波長ってλ/nに なるんでしょうか? それとも波長はλ、nはnで別物なんですか? どなたか回答よろしくお願いします。
何の説明も無しにそんな風に聞かれてもなあ、 まあ薄板かニュートンリングの問題なんだろうが。
>>106 すみません、説明不足でした。
「くさび形薄膜による光の干渉」の問題で、
経路差の2d=(m+1/2)λは2枚の平行平板ガラスの間が空気の時の経路差で、
そこに水を満たした時の波長がλ/nとなっています。
私はλ自体が波長で、nは屈折率と別物だと思っていたので、
疑問に思い質問しました。
まだ説明不足なところがあればまた補足します。
108 :
ご冗談でしょう?名無しさん :2010/12/31(金) 21:01:33 ID:hLkkkh01
質問です。 重い物体を、手に持って静止させていると、 物体に仕事を与えたことにはならないですが、手は疲れます。 この疲れはエネルギー消費の表れだと思うんですが、 仕事がゼロなのに、どこでエネルギーが発生してるんでしょうか?? 想像では、 熱エネルギーとして体外へ放出されてるんじゃないかと思ってるんですが、 これは仕事の効率がゼロだという事でいいしょうか?
>>107 問題となる経路差を生ずる経路において屈折率はn、実際の波長はλ/nなんだから、
λ/nで考えなきゃだめでしょ。
>>108 考え方はそれでいいんじゃないでしょうか。
筋肉は、力を出すだけで 外部に対する仕事が0でもエネルギー(この場合ATP)を消費します。
110 :
ご冗談でしょう?名無しさん :2010/12/31(金) 21:52:10 ID:hLkkkh01
>>109 実際の波長って何でしょうか?(汗)
光路差は(m+1/2)×波長で、m+1/2にn/λに掛けている時は
n/λが波長ってことですか?
すみません、もう一度解説お願いします。
>>111 真空中(光速度c)で波長λの光が屈折率nの媒質に入射すると、
光速度はc/nになるので波長はλ/nになるよね。(振動数は変わらない)
113 :
ご冗談でしょう?名無しさん :2011/01/01(土) 01:27:01 ID:pxTVZG3x
はじめからていねいに完璧→予備校の難関大用講座って飛躍しすぎ? 間に挟むとしたら重問必解部分で大丈夫? 時間はあまりない。
ジェネラル・メコスージュのロリ専
>>113 この板だと好きで物理やってて自然にマスターしたのが多いから
大したアドバイスはできない というか好きでやってるから
「○○やっときゃいい」「(物理にかける)時間はあまりない」
みたいなのを嫌う 大学受験板に行った方がいい
俺個人的には はじていというか橋元流自体が嫌い
うむ。物理は教科書が王道でしかももっとも近道と思う。 いらんことする意味が解らん。 たぶん、この板の回答者たちは、算数の「はじき」も嫌いだと思う。
図を書かずに簡潔に答えられると誇らしい気分に浸れる。
図を書かずに簡潔に答えられると誇らしい気分に浸れる。 教科書より演習書を探した方が早いね。物理は。
119 :
115 :2011/01/01(土) 13:34:06 ID:???
教科書と演習書は両輪だと思う 教科書だけで難問の解法を自力で構築するのは大変だし 演習だけだと基本以前が大雑把になったり 知識・用語の網羅に穴が出たりしやすい 橋元流は頻出パターンをかみ砕いて 答えが出せるように説明してるから 学校で物理教師に恵まれずに数学に比べて 段違いに物理ができないタイプには特効薬になるけど 基本以前を考察するような問題や 目新しい条件を付加して解き進める問題でボロが出る
120 :
ご冗談でしょう?名無しさん :2011/01/01(土) 15:28:37 ID:pxTVZG3x
なるほど。みなさんありがとうございます。
物理の参考書は買ったことがないな
>>112 二回に渡る解説ありがとうございました!
>>123 充電後と言われてもどの時点かわからんのだが
>>124 要はBの電気量が-CV(0)に近づくのかってことです
って何アホなこと言ってんだ俺... とりあえず(6)がわからないってことでお願いします
48 名前: ◆SIueOYhSck [] 投稿日:2011/01/02(日) 16:24:07.11 ID:Ss/MiJPs0
じゃあvipperならこの程度楽勝だよな
http://beebee2see.appspot.com/i/azuY0ZehAww.jpg 55 名前:以下、名無しにかわりましてVIPがお送りします[] 投稿日:2011/01/02(日) 16:31:49.82 ID:1mFqZKZh0
>>48 宿題なら自分でやれよ
57 名前:以下、名無しにかわりましてVIPがお送りします[] 投稿日:2011/01/02(日) 16:34:25.94 ID:Ss/MiJPs0
>>55 あれれーwwwwwwwとけないんでしゅかwwwwww
もう解いてるよ
名問の森 力学波動 のP.136 46番の(4)なのですが おもりを4倍に増やしたのに、振動数が一定になると考えてる所が分かりません。 どこに根拠があるのか見抜けません どなたかご教示願います
お前は、回答者がお前の使っている問題集を持っていると思っているのか?
知ってる人が答える、これ普通のこと
131 :
128 :2011/01/03(月) 14:34:37 ID:???
>>131 この問題の設定と文章には問題有ると思うけど、
とりあえず君の疑問については、
「振動源Sの振動数が一定(と仮定されてる)だから。」
>>126 (1)〜(5) がわかるのに (6) がわからんとすると
どっちかというと数学的な方面でつまってるのかな。
アプローチはいくつかあるけど、
Bの電位の変化を数列と見てその規則がどうなるかを考えてみるとか。
それか、(3)(4) の操作で Bの電位が変化しないためには
Bの電位がどうなっていなければならないか を考えてみてもいい。
張力と振動数てどんな関係あるのかね よく知らない
>>132 ありがとです。
やはりそこでしたか
まぁ深く考えないようにします・・・
力学の問題です
滑らかで水平な床上に,その滑らかな斜面上に質量mの小物体Pを載せた,質量M,傾角θの斜面台Qを置いた。
小物体は,水平方向加速度a_1(>0),鉛直方向加速度a_2(>0)で滑り落ち,同時に斜面台も加速度A(>0)で運動した。
重力加速度をg,PとQが受ける垂直抗力をそれぞれN,Rとして,以下の問いに答えよ。
(1)P,Qの水平方向,垂直方向それぞれの運動方程式を立てよ。
(2)a_1,a_2,A,θの関係式を求めよ。
(1)は以下の答えで合ってますか?
Pの水平方向:ma_1=Nsin(θ)
Pの鉛直方向:ma_2=mg−Ncos(θ)
Qの水平方向:MA=−Nsin(θ)
Qの鉛直方向:0=Mg−Ncos(θ)−R
(2)の答えを教えてください。
図
http://www.imagecheese.com/?v=phys2.jpg
>>137 1で得た連立方程式からNとRを消せばいいんでね?
>>133 多分解決しました
ありがとうございます
うなりの公式について質問です。 振動数f1、f2(ただし、f1>f2)の音でうなりを観測する場合、 うなりの周期をTとすると、 (f1・T)-(f2・T)=1・・・(*) f1-f2=1/T=(うなりの振動数) という流れで公式を導き出しています。 わからないところは、(*)のところです。 「うなり1回につき波の数に1個分だけ差がでる」 ということですが、なぜ1個分なのですか? 2,3・・・個と差が出ることはありえないのでしょうか?
うなりの周期をTとしてるならそりゃあ1個分だけだろう
142 :
140 :2011/01/06(木) 00:33:35 ID:???
>>141 片方の波が17個でたときに、もう片方からは15個でていて、
それが最初にうなりを観測する瞬間(山と山が丁度重なる瞬間)
↓
2個分ずれてる
みたいな現象は起こらないのかな?と思ったんですが……
↓こんなの考えたんですが、あってますか?
うなりを観測するのはf1≒f2のときだから、
λ1≒λ2
で、1個波が出るときにずれるのは微小距離ずつだけだから、
山と山が重なるときにずれているのは、波1個分だといえる。
わかりにくくてすいません
>>142 >片方の波が17個でたときに、もう片方からは15個でていて、
>それが最初にうなりを観測する瞬間(山と山が丁度重なる瞬間)
>↓
>2個分ずれてる
その間にうなりは2回観測される。
145 :
140 :2011/01/06(木) 08:45:50 ID:???
>>144 見やすいです。
ありがとうございます。
自分が気にしていたのは
Plot[{Sin[10 t], Sin[t], Sin[10 t] + Sin[t]}, {t, 0, 5 Pi}
↑こんな感じだったんですが、
これは振動数が離れすぎているからうなりとは言えない、
ということでいいんでしょうか?
146 :
ご冗談でしょう?名無しさん :2011/01/06(木) 10:25:27 ID:bdrRWAKO
運動量変化と力積の公式の導出なのですが、 運動方程式をtで微分すると t2 dv t2 m ∫ ― dt = ∫F t1 dt t1 こうなりますよね。 次に左辺を v2 m ∫ dv v1 と変形しますが、この書き換えはどうやってやったんですか? 置換積分の公式に当てはめられないのですが・・・。
>>145 振動数が8倍違うと音階で3オクターブ違うことになるから、それだと高い音と低い音が重なって聞こえるんだと思う。
加法定理まで習ってれば和積で変形すれば分かるけど Asin2πf1t+Asin2πf2t=2A×sinπ(f1-f2)t×sinπ(f1+f2)t 2項めが0(干渉して弱めあう)になる間隔Tは π|f1-f2|T=π よりT=1/|f1-f2|となり 振動数が近いとTは音の大小として感知できるほどの 時間になってうなりとして聞こえる(うなりの時間あたり回数はTの逆数) 音の高さ自体は3項目の振動数で2音の中間になる 振動数が離れてると別々の音の重なった音にしかならない
おっと訂正 Asin2πf1t+Asin2πf2t=2A×cosπ(f1-f2)t×sinπ(f1+f2)t ね どの道位相差πごとに弱めあうので後は同じ
>137 慣性力をきちんと考えればよい。がんがれ。
152 :
140 :2011/01/06(木) 23:54:59 ID:???
みなさんどうもありがとうございました。 おかげで、正しく理解できたと思います。 またお世話になるときはよろしくお願いします
>>146 一番シンプルな考えでは、
(dv/dt) * dt = dv
という単純な掛け算が成立しているということ。
実際積分は、区分求積法を発展させたものだから、Σ([関数の値]_i * [微小量]_i )の形に書ける。
使っちゃいかんということはなかろーよ
156 :
ご冗談でしょう?名無しさん :2011/01/07(金) 21:17:23 ID:ck3oKoK6
>>154 大変そうですが読んでみます。
それにしてもなんで参考書は当たり前のようにそういう書き換えを書くんでしょうか。
(※大学行かないと正確には分からないよ)って注意書きしてくれれば諦めつくのに。
高校レベルではないです 高校では極限の厳密な扱いはしないので 微積は曖昧なままなのです
>>158 なんのこっちゃ。
お前さんはε-δ論法を習うまでは置換積分使えなかったの?
160 :
ご冗談でしょう?名無しさん :2011/01/07(金) 21:59:21 ID:+n4P4wus
159 ご冗談でしょう?名無しさん[sage]:2011/01/07(金) 21:38:09 ID:???
>>158 なんのこっちゃ。
お前さんはε-δ論法を習うまでは置換積分使えなかったの?
置換積分って高校では x=g(y)として ∫dx f(x) = ∫dy (dg/dy) f(g(y)) とは習わないんだっけ
5^5-1*1^2-2*2^2-3*3^3-4*4^4
1+2/3*45*67
20+11+1*2*3+2*3*4+3*4*5+4*5*6+5*6*7+6*7*8+7*8*9+8*9*10
>>163 そんな話をしてるんだよ。バカは回答するな。
169 ご冗談でしょう?名無しさん[sage]:2011/01/07(金) 23:38:13 ID:???
>>163 そんな話をしてるんだよ。バカは回答するな。
まぁ、
>>156 は変な奴に騙されないように。
>>146 は高校数学の基本レベルの数式だから、
理解できないと大学入るのは無理だぞ。
171 ご冗談でしょう?名無しさん[sage]:2011/01/07(金) 23:45:42 ID:???
まぁ、
>>156 は変な奴に騙されないように。
>>146 は高校数学の基本レベルの数式だから、
理解できないと大学入るのは無理だぞ。
>>48 他の人が言ってる定義で正しい。ただし、
参考書などでの実際の問題を解くときの模範解答では結構適当。大学入試でそれらの用語を混同して使ってる場合が多い。
問題文から空気を読むしかない。
昔、慶応大理工学部入試でも混同して使われてしまって大問題になったことがある。
電流が流れると磁界ができますけどその磁界から電流は力を受けないのでしょうか? あと、電流が受ける力(電磁力?)と電子が受ける力(ローレンツ力?)が別々になってる理由がわかりません しかもそれぞれ別の力のように扱ってるし・・・ よろしくお願いします
>>174 >電流が流れると磁界ができますけどその磁界から電流は力を受けないのでしょうか?
もちろん作用を受けます。
>あと、電流が受ける力(電磁力?)と電子が受ける力(ローレンツ力?)が別々になってる理由がわかりません
あなたの質問の内容がよく分かりません。「別々になってる」とは具体的にどういう状態のことですか?
>しかもそれぞれ別の力のように扱ってるし・・・
別の力の「ように」とはどういう状態でしょうか?具体的にどういう力なのですか?
>>もちろん作用を受けます 磁界とコイルがあって、コイルに電流を流します。 すると電磁誘導によってコイルに磁界ができますよね。 そこでローレンツ力を考えた時、元からあった磁界と電流が流れたことによって新たにできた磁界両方を考えなくていいのはどうしてですか? 問題だと元からあった磁界だけしか考えてません >>あなたの質問の内容がよく分かりません。「別々になってる」とは具体的にどういう状態のことですか? 電流は電子の流れですよね?ですからこの二つが受ける力は同じものだと思ったのですが なんか参考書とか見てると、こういうときは電流が受ける力を考えて〜とかこういうときは電子が受ける力を考えて〜とかいまいちこの二つの違いがよくわかりません 例えば、磁界中で導体棒をある一定の速さで動かすとローレンツ力によって導体棒に起電力が生じて電流が流れると同時に 磁界中に電流が流れたということはそこで棒は電磁力を受ける。 これは電子に対して電磁力とローレンツ力、それぞれ別々の力が働いているということでしょうか? つまり同じではないってことですかね?
あ〜ウザイ。 問題文をありのまま書け。w
178 :
ご冗談でしょう?名無しさん :2011/01/09(日) 22:59:37 ID:jxONZWxv
179 :
175 :2011/01/09(日) 23:23:31 ID:???
>>176 >問題だと元からあった磁界だけしか考えてません
それは問題の出題者が決めたローカルな設定ではないですか?あなたがその設定に不満があるのなら、
出題者に対して意見を述べるべきであって、このスレに書き込んでも何も解決しません。
もし問題文がおかしいと思うので検証してほしいというのなら、その問題文を具体的に全部記載すべきです。
そうすればおそらく客観的な意見が得られるでしょう。
一般に高校のレベルでは電磁界は定常的な状態を扱う場合が多いですから、「元からあった磁界」
が電流による誘導磁界をすでに含んでいるケースが多いのではないかと思います。
>電流は電子の流れですよね?ですからこの二つが受ける力は同じものだと思ったのですが
「この二つ」とは何でしょうか?
>これは電子に対して電磁力とローレンツ力、それぞれ別々の力が働いているということでしょうか?
あなたの引用文ではローレンツ力の方は電子、電磁力の方は導体棒をそれぞれ対象としていますよね。
それでとくに問題はないと思うのですが。
それから、
>>177 は極めてまっとうなことを書いていると思います。これ以上の回答を望むのなら、
問題文を全部書くことが「絶対に」必要です。労力を惜しんでは適切なレスを得ることは無理です。
180 :
ご冗談でしょう?名無しさん :2011/01/09(日) 23:26:32 ID:jxONZWxv
>>電流による誘導磁界をすでに含んでいるケースが多いのではないかと思います ああー既に含んでいると考えれば納得です わざわざこんな質問に答えていただきありがとうございました 後のことは自分なりに調べてみます
182 :
ご冗談でしょう?名無しさん :2011/01/10(月) 01:11:13 ID:A40sVV7O
物理で課題が出たのですが、回答が導けません。 どのようにしたらよろしいのでしょうか。 問題は、以下のような感じです。 4つの円が正四角形の頂点に存在していて、互いに接着していて、離れない状態です。 図示すると ○○ ○○ のような状態になります。(○はもっと大きくて実際には接しています) ちなみに剛体です。 この状態で、個々の○に右回りのトルクを加えた時全体としてはどのような動きをするか、が問題です。 ちなみに○の回転軸は自由に移動できるけれども、モーターで、トルクは加え続けられる実験系だそうです。 当然直感では、右回りの力を個々の円に加えると、全体として右に回転していくと思うのですが、直感ではなく物理的に導き出す必要があります。 多少説明不足の部分があると思いますが、簡単に計算式をお教え願えないでしょうか。 よろしくお願いいたします。
丸の円周上に右回りするように適当にロケットエンジンつけて、力の矢印でも書いてみればわかるんじゃね
184 :
ご冗談でしょう?名無しさん :2011/01/10(月) 01:39:23 ID:nDWGCnVL
問題 傾斜角度βの斜面を、等速度で滑り落ちる物体は、傾斜角度αの斜面で滑らすと高さhをどれだけの時間ですべるか 答えが(1/sinα)(2h/(g(1-tanβcotα)))^1/2 なのですがどうやっても (1/sinα)(2hμ´/(g(1-tanβcotαμ)))^1/2 にしかなりません 答えと見比べるとμ´=μを証明できれば良いと思うのですが、証明の仕方がわかりません 誰か教えていただけないでしょうか
185 :
ご冗談でしょう?名無しさん :2011/01/10(月) 02:08:28 ID:nDWGCnVL
>>184 訂正
答えがt=(1/sinα)(2h/(g(1-tanβcotα)))^1/2
なのですがどうやっても
t=(1/sinα)(2hμ´/(g(1-tanβcotαμ)))^1/2
>>184 これは両斜面で動摩擦係数が同じ事を前提とした問題だよな。
187 :
ご冗談でしょう?名無しさん :2011/01/10(月) 02:43:50 ID:nDWGCnVL
>>186 そうだと思います
ですが、μは静止摩擦係数なんです
>>187 この問題のどこにも静止摩擦係数は関与してないよ。
189 :
ご冗談でしょう?名無しさん :2011/01/10(月) 03:09:49 ID:nDWGCnVL
>>188 傾斜角度αの斜面のほうでは加速度は生じていないのですが・・
190 :
ご冗談でしょう?名無しさん :2011/01/10(月) 03:30:38 ID:nDWGCnVL
もしかして加速度が生じてなくても動き出した時点で、静止摩擦係数は関係なく、動摩擦係数を使うようになるのですか? もうしそうだったらすいません。俺の勘違いです
>>176 >なんか参考書とか見てると、こういうときは電流が受ける力を考えて〜とかこういうときは電子が受ける力を考えて〜とか
なかなかいいところを突いてる。
「電流の流れる導体が受ける電磁力」と見るか「動く荷電粒子が受けるローレンツ力」と見るかは
観点の違いみたいなもの。同じ現象を何種類かの方法で扱うことができる。
あなたの出した説明の例だと、電荷のx方向の動きは荷電粒子の動きとして、
電荷のy方向の動きは導体に流れる電流として、という風に異なる観点で扱っている。
そういうことをやっていいのかどうかは自明ではないんだけど、
高校向けの説明ではその辺はいい加減になっている気がする。
すみませんが基礎で混乱してしまいました。 1[cal]=4.2[J]なので 4.2=[cal/J]のはずです。 なのに熱の仕事当量の単位が[J/cal]なのはなぜですか。
4.2=1[cal/J] 4.2[J/cal]=1 この4.2[J/cal]を仕事当量として定義してるから。
>>194 どうもすみません、ありがとうございました。
電流を扱うときは、電荷のあつまりがある種の連続体として扱える場合。 それ以外は基本的には点電荷に対するローレンツ力を考えるのが正統な気がする。気がするだけだけど。 (その場合、電荷は導線回りに拘束される。) 加えて万有引力の式も重ねれば万物の運動は概ね分かる……のか?
モーメントの問題について質問です。 同じ一様な棒についての問題でも、力から点までの距離を cosやsinで表したりする問題や普通に棒の長さ(Lなど)を使って 解く問題があったりするのはどうしてですか?
100Wと60Wの電球を直列につないで電流を流すと60Wの方が明るい理由を教えてください
>>198 >100Wと60Wの電球を直列につないで電流を流すと60Wの方が明るい
ホント?
>>198 消費電力を計算してみろ
60Wのほうが大きい
>>199 「家庭用の100Vの電圧を単独で加えたとき」に
消費電力が100W(60W)という意味だから
抵抗値をそれぞれ出してみれば分かる
>>200 100W、60Wが消費電力ではないのですか?
W=J/sでこれが消費電力の定義ですよね
100Vで100Wの消費電力 2つの電球直列で100Vだとどうなる?
>>204 電球だと直列では電圧が等しいのですか?
それだとうまく計算できるのですがそう考えなけば解けないです
>>205 高校生だよね?
100Vで100Wの電球の抵抗は?
100Vで60Wの電球の抵抗は?
2つの電球を直列でつないだときの抵抗は?
それに100Vの電圧かけたときの流れる電流は?
各電球にかかる電圧は?
各電球の消費電力は?
>>206 > 2つの電球を直列でつないだときの抵抗は?
これをどうやったら計算できるのかぜひ聞きたい。
電球の抵抗値は温度によって変動するから、電球の両端の電圧が100Vから変動すれば、
フィラメントの温度も変化して抵抗値も変わるんじゃないの?
あなたの質問に解答するには、電球のV−I 特性が具体的に与えられている必要があるでしょ。
>>207 高校物理の問題としては、抵抗一定、明るさ∝消費電力は仮定するんでしょうな
> 非オーム抵抗
具体的に計算しなくても当たり前だのクラッカー
214 :
ご冗談でしょう?名無しさん :2011/01/11(火) 23:41:03 ID:B+iJnvFK
物理で使う単位で例えば 速さvで表すよね で、vは英語の単語の頭文字だよね 頭文字だけじゃなく 単語全体をしりたいんだ。こういった単位の単語全体が 載ってるような単位表があるサイトのページとかあったら 教えて欲しい
和英辞典
wikipedia
こうですか?わかりません>< length - 長さ / time - 時間 / angular frequency - 角振動数 velocity - 速度 / speed - 速さ / acceleration - 加速度 force - 力 / mass - 質量 / momentum - 運動量 motion - 運動 / moment of force - 力のモーメント / impulse - 力積 power - 仕事率 / kinetic energie - 運動エネルギー / centre of mass - 質量中心 electric potential - 静電ポテンシァル(電位) / current - 電流 / voltage - 電圧 resistance - 抵抗 / electromotive force - 起電力 / charge - 電荷 heat capacity - 熱容量 / internal energie - 内部エネルギー / pressure - 圧力 volume - 体積 / surface tension - 表面張力 / interface - 界面 probability - 確率 / mean - 平均 / expectation value - 期待値 variance - 分散 / deviation - 偏差 / eigen value - 固有値 complete orthonormal - 完全正規直交 / basis - 基底 / matrix - 行列 determinant - 行列式 / constant - 定数 / variable - 変数 parameter - 媒介変数 / function - 関数(函数) / Ganze Zahl (whole number) - 整数 irrational nuber - 無理数 / complex number - 複素数 / subset - 部分集合 / element - 元(要素)
後半数学じゃん 使うけど
219 :
ご冗談でしょう?名無しさん :2011/01/12(水) 03:09:20 ID:C4Uv1m/t
>>217 超ありがたい おじさんの事助けてくれてありがとね^^
移動距離がなぜsなのか誰かわからんかな?
鉛直方向を+にとります。 手で質量 m の物体を高さ h まで持ち上げるとき、手がする仕事は mgh というのはわか りやすいのですが、逆に高さ h から 0 のところまで物体を下ろしたときも手がする仕事 は mgh でいいのでしょうか? 重力に仕事をさせないで、手で下ろしたわけですから-mgh になるような気もするのですが、ちょっと自信がありません。
>>220 最初と最後で物体の速さが一緒なら、重力が物体にした仕事+手が物体にした仕事=0
>>220 > 鉛直方向を+にとります。
下向きが+ってこと?
> 重力に仕事をさせないで、手で下ろした
無理。そんなこと出来ない。
>220 >重力に仕事をさせないで、手で下ろしたわけですから-mgh 手は-mghの仕事をした=重力にmghの仕事をされた
質問です |\ |θ\ | \ | \ | ○ ○ 上のように、小球が先に付いた糸を天井からぶら下げ、振り子の運動をさせます これがある角θをなしている時に、力のつり合いの式を立てようとして分からなくなりました ボールについて、糸の張力T、遠心力F、重力mgのつり合いを二通り考えたのですが、 (mgの働く方向についてのつり合い)mg+Fcosθ=Tcosθ (張力の働く方向についてのつり合い)mgcosθ+F=T となるのではないかと思いました。 しかし、どちらを変形してももう片方にはならないので、どちらかが間違っていると思うのですが、どちらがなぜまずいのか分かりません。 良かったらご教示ください
振り子運動をするのだから重力の働く方向に力は釣り合ってない 正しいのは張力の働く方向についての釣り合いの式 その方向には動かない
>>225 なるほど、よく分かりました
つりあっていない、というのは思いつきもしませんでした
助かりました ありがとうございましたm(__)m
c1 c2 +-----| |----+-----| |----+ | | | | | | | -----V | | --- | | | | | | | +-----------+----------+ こういうコンデンサーと電池だけの単純な回路のとき、c1、c2 に蓄まる電荷は Q1 = c1V、Q2 = c2V でいいのでしょうか?
229 :
227 :2011/01/18(火) 22:58:58 ID:???
すみません。線がずれました。 コンデンサー2つと電池1つからできる2つの閉回路(左側がV-c1、右側がV-c2)での話です。 こんな単純な回路でもキルヒは成り立ちますよね?
231 :
ご冗談でしょう?名無しさん :2011/01/20(木) 05:39:06 ID:L1I2ztIH
知らん
問題文見ると京大ぽい
文江のメモ帳見ると京大っぽい
高校の物理TUを初歩からやりたいんだけど本のオススメとかってある? スレチ?
教科書 エッセンス 名問の森 難系
物理のエッセンス電磁気P36のEX2の電荷QLは何故マイナスなんですか? プラスじゃだめなんですか?
238 :
ご冗談でしょう?名無しさん :2011/01/23(日) 21:44:27 ID:/5f9xrB4
水平面と角度θをなす斜面がある その斜面上のA点にそりを止めて速度を0にしたあと 犬にそりを一定の力で引いてもらい斜面を下っていった。 AB間の距離はLで動摩擦係数は0である。B点にいたったとき犬を放した そのときのそりの速度はV[B]であった B点より斜面との摩擦によりそりは減速し、L'すべったC点で停止した この間の動摩擦係数は一定であった。そりの質量は運転者もすべて含めてMであり そりの長さはL.L'にくらべて十分小さいとする 重力加速度はgとする 全区間つなりAC間をそりが移動する時間を求めよ (答) 2(L+L')/V[B] この問題を運動量と力積の関係で解くにはどうしたらいいでしょうか? A点とC点で運動量と力積の関係をつかうと MV[B]-0=∫[t=0.t=tb](F+Mgsinθ)dt 0-MV[B]=∫[t=tb.t=tc](Mgsinθ-μMgcosθ)dt (tb:Bに到達した時間,tc:Cに到達した時間 t=0でAを出発) って感じで、tcを求めればいいと思うのですが・・・・ この問題の誘導は犬の引く力F、動摩擦係数をμとして F=(M/2L)(V[B]^2)-Mgsinθ μ=(V[B]^2)/(2gL'cosθ)+tanθ を求めさせ、加速度をださせて時間を求めさせる誘導がついていたのですが 解答によると「本来なら運動量と力積の関係を使ってといた方が良い」とありました ただその方法がよくわからないので質問させていただきました よろしくお願いします
>>238 いかにも問題の為の問題って感じがして嫌いだなこういうの。
物理の問題だから、どういう現象が起きているか素過程に分解して、
それぞれの過程で成り立つ式を立てて未知数を求めて行く という、その誘導の方法が正道だと思うけど、
判っている関係から手早く答えにたどり着ける場合もある。
この場合ちょっとわざとらしくμやθの替わりにVが与えられて、
点Bにおける運動量や運動エネルギーが分かっている。
仕事と運動エネルギーの関係から、(Fd:犬の引く力、Fg:重力斜面方向成分、Ff:動摩擦力)
(Fd+Fg)L=(Fg-Ff)L'=Mv^2/2
力積と運動量の関係から、(t1:AB区間時間、t2:BC区間時間)
(Fd+Fg)t1=(Fg-Ff)t2=Mv
という式が立てられる。
t1+t2を求めてみると、あら簡単な式に。
240 :
239 :2011/01/23(日) 22:39:43 ID:???
つうかそれ以前に、 両過程とも等加速度運動である事を考えると、 vtグラフを書けば三角形の面積の問題に帰結できるんだな。
241 :
ご冗談でしょう?名無しさん :2011/01/23(日) 23:05:18 ID:/5f9xrB4
符号がぐちゃぐちゃじゃね
. . .... ..: : :: :: ::: :::::: :::::::::::: : ::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::: Λ_Λ . . . .: : : ::: : :: ::::::::: :::::::::::::::::::::::::: /:彡ミ゛ヽ;)ー、 . ::: : :: ::::::::: ::::::::::::::::::::::::::::: / :::/:: ヽ、ヽ、 ::i . .:: :.: ::: . ::::::::::::::::::::::::::::::::::::::: / :::/;;: ヽ ヽ ::l . :. :. .:: : :: :: :::::::: : ::::::::::::::::::  ̄ ̄ ̄(_,ノ  ̄ ̄ ̄ヽ、_ノ ̄ ̄ ̄
電気容量が6μFと12μFの2つのコンデンサーAとBがある。 直列に接続した場合。 50Vの電圧を加えたときのAにかかる電圧と蓄えられるエネルギーを求めよ。 もしかしなくてもかなり簡単な問題かもしれませんがお願いします
符号がハチャメチャに間違えまくってるな ちゃんと座標軸とか向きとか考えてるか?
247 :
ご冗談でしょう?名無しさん :2011/01/26(水) 09:07:58 ID:RCsJawJo
(物理のエッセンスp53 問題52) ばね定数kのばねに質量Mの板をとりつけ 板に質量mの小球Pを接触させばねをLだけ縮ませてから放す Pは自然長で離れ水平面から曲面へと上がっていく Pが到達する最高点の高さhを求めよ。摩擦はない この問題でエネルギーがよくわからなかったので 小球が曲面にいるときに運動方程式を書いて考えてみました 地面に固定したxy座標を取り曲面上の点(x.y)で接線をひき 水平面となす角度をθ[t]として ma[x]=-nsinθ[t] ma[y]=ncosθ[t]-mg *v[x],*v[y]をそれぞれ乗じて mv[x]a[x]+mv[y]ma[y]=n(-v[x]sinθ[t]+v[y]cosθ[t])-mgv[y] までは求められたのですけど、n(-v[x]sinθ[t]+v[y]cosθ[t])の扱いに困りました。 解答は運動方程式を全然考えてないのですが、エネルギーの式にも抗力のコの字もでてこないので n(-v[x]sinθ[t]+v[y]cosθ[t])=0になるっぽいんですが 0になる理由ってのは何故でしょうか? 摩擦がないので小球Pに対して 熱を生じさせたり、傷をつけたりするのに使われるエネルギーが0だから 抗力の仕事は0って解釈でよいんでしょうか?
>>247 難しく考えすぎてる。
抗力⊥小球の微小変位だから仕事0
ただし曲面に台車がついていて小球が滑りあがることで
台車も連動して動くような二体運動の場合は台車にも小球にも抗力は仕事をする。
(ただし全体で見たら仕事は0になる)
その場合は君が辿ったような変形していくことになる。
実験したいが、その装置を誰か貸してくれないか?
エッセンスの電磁気でコンデンサー回路を解く問題で「必殺技〜電位による解法」を読んでとても 感心したのですが、しかしこういう手法を大学でも使うことがあるのでしょうか。大学の電磁気学の テキスト(電気学会と岩波の物理入門コース)をざっと見た限りではそんなのはまったく出てきませ んし(というかコンデンサーそのものがあまり出てこない)、電気回路の本(ナツメ社の「初めて学ぶ電 気回路」)にも出てきません。しかし入試問題にはけっこう出ています。
高校物理の問題って、この範囲の知識で解きなさいと言う一種のパズルだから 後々、出てこなくても不思議では無いのでは? 飽くまでも入試のためのパズルと割り切って勉強すべし。
>>250 その参考書持ってないんではっきりしないけど、
節点電位法(接点方程式)のことだろうか?
接点方程式は普通に大学の回路理論の教科書に載ってるし
回路シミュレータなどでも実用されてる。
ちなみに回路理論は電磁理論&電磁力学とは(関係は深いが)別の体系だ。
工学向けの本の方の方が詳しいかも。
物理科じゃ習わんかったぉそうゆうの。
254 :
ご冗談でしょう?名無しさん :2011/01/27(木) 20:58:43 ID:KpKmy98C
P v[0] k Q m ○→→ ├^0^0^0^0^0─● M ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ なめらか なめらかな水平面上に質量Mの球Qがばね定数kの ばねにつけられた状態で置かれている。左から質量mの球Pがv[0]で進んできた (1)ばねがもっとも縮んだときのPの速度を求めよ (2)ばねの縮みの最大値Lを求めよ (3)やがてPはばねから離れた。Pの速度uを求めよ この問題の(2)がよくわかりません とりあえず球Pと球Qに働く運動方程式 ma[p]=-kx ma[q]=+kx 和をとると0になるので運動量が保存(重心速度一定) (1)もっとも縮んだときはv[p]=(重心速度v[g])=mv/(M+m)と求まりまして (2)でPとQに関する仕事とエネルギーの関係を使い Pがv[0]→v[g]になるまで進んだ距離L[p]とQが0→v[g]なるまで進んだ距離L[q]を求めると (mv[g]^2)/2-(mv[0]^2)/2=∫(0→L[p])(-kx)dx (mv[g]^2)/2-0=∫(0→L[q])(kx)dx L[p]={mv[0]/(M+m)}√{(m/k)(M^2+2mM)}, L[q]={mv[0]/(M+m)}√{(M/k)) となりここでつまってしまいました。 解答は(mv[0]^2)/2=(mv[g]^2)/2+(Mv[g]^2)/2+(KL^2)/2と書いてあるのですが この式はどういう運動方程式からどのように導いたのかがよくわかりません。。 運動方程式の立式からこの式にいたる導出方法を教えていただけないでしょうか? また自分の方法からLを求める方法がありましたらそれも教えていただけると幸いです よろしくお願いします
255 :
ご冗談でしょう?名無しさん :2011/01/27(木) 20:59:53 ID:KpKmy98C
座標軸は↓のような感じで右向き正、最初のばねの位置原点としてます P v[0] k Q m ○→→ ├^0^0^0^0^0─● M ─────────0──x──────────→x (自) ..kx←○ ●→kx
256 :
ご冗談でしょう?名無しさん :2011/01/27(木) 21:16:29 ID:ZWTS4sUe
仕事とエネルギーとかややこしいことしないで力学的エネルギー保存でいけるでしょ
>>254 球P,Qの運動状態がどうであろうと、長さL縮んだばねに蓄えられたエネルギーは一意に与えられる。
エネルギーの散逸が無いなら、後はエネルギー保存で求まる。
258 :
ご冗談でしょう?名無しさん :2011/01/27(木) 21:22:51 ID:KpKmy98C
運動方程式から同じ式を導出する方法を知りたいです。。。
259 :
ご冗談でしょう?名無しさん :2011/01/27(木) 21:26:49 ID:ZWTS4sUe
バネが球に与える力=球のうける力の平均が1/2kdそれに距離dかけて仕事でる
>>254 > ma[p]=-kx
> ma[q]=+kx
xは何?
261 :
ご冗談でしょう?名無しさん :2011/01/27(木) 21:37:49 ID:KpKmy98C
>>260 >>255 に書いた座標xです
伸び分xというつもりで書きました。
>>259 そのdというのは「バネが縮んだ距離」でいいでしょうか?
少し計算してみます
>>258 とりあえずばね自然長をL0とおいて、
相手の位置を含む運動方程式を連立で立てる。
速度が(1)の値となる条件で両座標を出し、ばねの長さを求める事が出来る。
方針としてはこんなところか。
>>261 > 伸び分x
じゃあ
> Pがv[0]→v[g]になるまで進んだ距離L[p]とQが0→v[g]なるまで進んだ距離L[q]を求めると
> (mv[g]^2)/2-(mv[0]^2)/2=∫(0→L[p])(-kx)dx
> (mv[g]^2)/2-0=∫(0→L[q])(kx)dx
とはならんだろう。
264 :
ご冗談でしょう?名無しさん :2011/01/27(木) 21:56:29 ID:KpKmy98C
>>262-263 お二人に指摘されて気がついたのですが
Pがx=aの場所いるからといってバネがaだけ(伸び)縮みしてるわけではないんですね・・・
バネ自体も右に動いていくので(伸び)縮みしてる量はaより少なくなると。。
バネはQと同じ速度で右に動くのでその分も計算しないといけないのですね
ばねの自然長をlとする。|x_P-x_Q|<lの時、 ポテンシャルエナジーU=k(x_P-x_Q)^2/2となるので、 x_g=(mx_P+Mx_Q)/(m+M), x_μ=x_P-x_Qとして、 運動方程式は m(d/dt)^2(x_P)=-(d/dx_P)U=-k(x_P-x_Q) M(d/dt)^2(x_Q)=-(d/dx_Q)U=-k(x_Q-x_P) 両者を適当に計算すると、 (m+M)(d/dt)^2x_g=0 (mM/(m+M))(d/dt)^2(x_μ)=-k(x_P-x_Q) 従って(mM/(m+M))=μと置くと、 x_g=αt+β= (β=0とする) (d/dt)^2x_μ=-(k/μ)x_μ x_μ=γ_1sin(√(k/μ)t)+γ_2cos(√(k/μ)t) 初期条件はdx_P/dt=v_0, dx_Q/dt=0なので、 α=mv_0/(m+M) γ_1=v_0/√(k/μ) γ_2=l これで問題は解けた。エネルギー保存則は運動方程式から出せばいい。 M_g(d/dt)^2x_g=0 μ(d/dt)^2(x_μ)=-k(x_P-x_Q) 従って、エネルギー積分により、 M_g(dx_g/dt)^2/2+μ(dx_μ/dt)^2/2+kx_μ^2/2=const 後は適当に値を入れろ。
266 :
ご冗談でしょう?名無しさん :2011/01/27(木) 22:21:22 ID:KpKmy98C
>>265 ありがとうございます
2つの物体の運動を重心と相対に分けて
エネルギーから力を持ってきたのですね。
この発想はまったくありませんでした
早速計算して確かめてみます
ポテンシャルエナジーは x_μ-lだな。まぁなんでも良いけど。
268 :
ご冗談でしょう?名無しさん :2011/01/28(金) 21:30:44 ID:fNEpoJp4
学習塾でバイトを始めた大学生なんだが 学校の先生たちは回路の問題で直列とか並列とかばっかり考えて合成しまくるように教えてるの? 電気振動の問題になると「直列か並列かわかりません、こんな回路は知りません」なんて言ってくる生徒が多すぎる 知ってるとか知らないとかの問題じゃないんだけどなぁ
>回路の問題で直列とか並列とかばっかり考えて合成しまくるように教えてるの? そうだよ。 高校生の間で1.2を争うほど売れている物理問題集も ガンガン合成しまくって解いてるし。
270 :
ご冗談でしょう?名無しさん :2011/01/29(土) 00:03:16 ID:iOJk8DbS
うちの高校の先生が良かったのか、他が悲惨なのか… なんにせよ、公式に当てはめるような勉強はやめさせようと思う
271 :
ご冗談でしょう?名無しさん :2011/01/29(土) 14:14:34 ID:1rSne3NY
http://uproda.2ch-library.com/3378132Le/lib337813.jpg この回路で電池と電流計の内部抵抗は無視できます。コンデンサーにも電荷は蓄えれれてない状態です。
スイッチS1をV2側にスイッチS2を開いてある時、電流計A1に電流は流れていないと、
V2の起電力の大きさV2は抵抗R1の両端の電位差に等しいと考えられる。
とあるのですが何故そうなのかわかりません。電圧降下とか電位差をよく理解してないからわからないのでしょうか?
誰かわかりやすく教えてくれると助かります。
そして次に上の状態からS2を閉じると電流計A2には図のCからK向きに流れるとあるのですが、
その理由が図よりS2側の方がK側より電位が高いからである。
とあるのですが、何故図からS2の方が高電位とわかるのでしょうか?
以上の2問を教えてくれると助かります。
>>271 >V2の起電力の大きさV2は抵抗R1の両端の電位差に等しいと考えられる。
>とあるのですが何故そうなのかわかりません。
A1の電流が0 とすると、(その上の接点のキルヒホフ電流則より)
R3 の電流も 0 、ということはオーム則より R3 の電圧は 0。
あとはわかるだろうか?
>その理由が図よりS2側の方がK側より電位が高いからである。
これはかなり不正確というか感覚的な説明だね。
慣れてくればそういうので あたりをつけるのもありだけど、
まずは基本に忠実に行ったほうがいいと思う。
273 :
ご冗談でしょう?名無しさん :2011/01/29(土) 16:34:30 ID:9guPIb7W
お前ら、まず吉村昭の『蚤と爆弾』に対して反論してみろ
274 :
ご冗談でしょう?名無しさん :2011/01/29(土) 17:23:54 ID:1rSne3NY
275 :
ご冗談でしょう?名無しさん :2011/01/29(土) 17:46:06 ID:1rSne3NY
すみません。 また考え直してみたんですが、赤で書いたループだけ考えればいいんでしょうか?
276 :
ご冗談でしょう?名無しさん :2011/01/29(土) 17:50:29 ID:1rSne3NY
何度もすみません。 275はなかったことにしてください。
>>274 Cの電圧をVとおいて、Vがわかっているとすれば、
キルヒホッフの法則とオームの法則で立てた式を解いて、
Cに流れる電流をVを使った式という形で求められるでしょう。
S2を入れた直後の C の電流は、V=0 とすればわかる。
その後の時間変化については、ざっくりしたことなら高校の範囲でも議論できそう。
変化の詳細については高校の範囲ではないと思う。
278 :
ご冗談でしょう?名無しさん :2011/01/30(日) 00:04:56 ID:KyFAGvEh
279 :
ご冗談でしょう?名無しさん :2011/01/30(日) 00:57:25 ID:0y017urs
大気密度をp、気球の質量をm体積をv飛び上がる直前の気球の密度をPとおくとします。 Pを求めよと言う問題なのですがなぜmg+Pvg=pvgという式がたてられるのでしょうか? mgは下向きの力でPvg、pvgは浮力ですから上向きの力になりますよね。 するとPvgーmg=pvgとならないのでしょうか?
>>279 浮力は -pvg
気球全体に働く重力は(m+Pv)g
>>278 「図中の向き」がいったい何を示すのか設問中では不明です。
もし元の問題文があなたが書いた通りならば設問の不備ですので、解き方が分からなくとも気にする必要はないでしょう。
>>279 気球の質量mが気球内のガスの質量を含むのかどうか定義されていませんね。従って2通りの解釈ができます。
・気球の質量mが気球内のガスの質量を含む場合
気球に作用する浮力は気球内のガスとそれと同じ体積の大気に作用する重力の差ですから、pvg−Pvg=(p-P)vg
これが気球(ガスを含む)に作用する重力(mg)よりも大きくなります(気球が飛び上がるためには不等式になります)。
(p-P)vg>mg 変形すると、mg+Pvg<pvg たぶんこちらが設問で考えている条件なのでしょうね。
・気球の質量mが気球内のガスの質量を含む場合
ガスを含む気球の質量がmではなくm+Pvになります。同様に考えて、(p-P)vg>mg+Pvg 変形すると、mg+2Pvg<pvg
> Pvg、pvgは浮力ですから
これが間違いの原因ですね。気球の浮力は、(p-P)v です。
282 :
280 :2011/01/30(日) 15:13:28 ID:???
済みません、訂正します。 <誤> ・気球の質量mが気球内のガスの質量を含む場合 ガスを含む気球の質量がmではなくm+Pvになります。同様に考えて、(p-P)vg>mg+Pvg 変形すると、mg+2Pvg<pvg <正> ・気球の質量mが気球内のガスの質量を含まない場合 ガスを含む気球の質量がmではなくm+Pvになります。同様に考えて、(p-P)vg>mg+Pvg 変形すると、mg+2Pvg<pvg
交流電源V=V(最大)cosωtに、R,L,C(抵抗、コイル、コンデンサ)が並列に繋がってる回路で、 「ωを変化させて電源に流れる電流の振幅が最小となるときの値を求めよ。」という問題で、 答えは「共振する時に電源に流れる電流の振幅が最小になる(ωL = 1/ωC」とのことなのですが 共振時に流れる電流は最大になる気がして、いまいちピンと来ません 直列RLC回路ではωL = 1/ωCの時、回路の合成抵抗(インピーダンス)が最小になり流れる電流が最大になるのは分かります 今回の並列RLC回路では電流の位相差を考えて、 I(コイル)=(V(最大)/ωL)×(-cosωt)、I(コンデンサ)=(V(最大)ωC)×(cosωt)であるから ωL = 1/ωCの時、LとCの電流が打ち消しあって電流は抵抗のみに流れるはずです そうしたら電源に流れる電流の振幅は最大にならないのでしょうか・・・? どのように考えたら、この問題を理解できるでしょうか?
>>283 LとCの並列回路(抵抗を含まない)で共振周波数の場合に合成インピーダンスが無限大になることは、計算式では理解しているんでしょ?
>ωL = 1/ωCの時、LとCの電流が打ち消しあって電流は抵抗のみに流れるはずです
これは正しいけど、
>そうしたら電源に流れる電流の振幅は最大にならないのでしょうか・・・?
これはおかしい。
並列回路では、一般に電流が流れる経路が多いほど電流は多く流れる。例えば電位差が一定の回路では、
抵抗Rが3本並列に接続していれば、同じ抵抗が1本だけの場合に比べて全体で3倍の電流が流れる。
共振時には、「LとCの電流が打ち消しあって」いるから、コイルとコンデンサには電流が流れない。
これは、コイルとコンデンサを合成した抵抗値が無限大になっているのと同じだ。
だからこのときが回路の合成インピーダンスは最大になって、電流の振幅は抵抗Rが1本あるだけの場合と同じになる。
共振が起きないときには抵抗以外にコイル、コンデンサを流れる電流の経路ができるから、回路全体としては電流が流れやすくなる。
合成インピーダンスはもちろん共振時よりも小さくなる。
今回の並列RLC回路では電流の位相差を考えて、 I(抵抗)=(V(最大)/R)×(cosωt) I(コイル)=(V(最大)/ωL)×(cos(ωt-π/2))=(V(最大)/ωL)×(sinωt) I(コンデンサ)=(V(最大)ωC)×(cos(ωt+π/2))=(V(最大)ωC)×(-sinωt)であるから 全電流I=I(抵抗)+I(コイル)+I(コンデンサ)=V(最大)×{(1/R)×(cosωt)+(1/ωL−ωC)×(sinωt)} =V(最大)×√{(1/R)^2+(1/ωL−ωC)^2} 全電流Iが最小になるためには 1/ωL−ωC=0 よって 1/ωL=ωC
訂正 今回の並列RLC回路では電流の位相差を考えて、 I(抵抗)=(V(最大)/R)×(cosωt) I(コイル)=(V(最大)/ωL)×(cos(ωt-π/2))=(V(最大)/ωL)×(sinωt) I(コンデンサ)=(V(最大)ωC)×(cos(ωt+π/2))=(V(最大)ωC)×(-sinωt)であるから 全電流I=I(抵抗)+I(コイル)+I(コンデンサ)=V(最大)×{(1/R)×(cosωt)+(1/ωL−ωC)×(sinωt)} =V(最大)×√{(1/R)^2+(1/ωL−ωC)^2}×(sin(ωt+φ) 全電流Iが最小になるためには 1/ωL−ωC=0 よって 1/ωL=ωC
>>284-
>>286 なるほど・・・。
並列時の電流の流れをよく理解できていませんでした
具体的な説明も、式を用いた説明もめちゃめちゃ分かりやすいです。。
本当にありがとうございました
コンプトン効果について質問です。 コンプトン効果って、光子が電子とぶつかってエネルギー?運動量?の授受が起きるから、入射光と観測光の波長が変化するって事ですよね。 原子軌道に入っている電子がとりうるエネルギーは量子化されていてとびとびの値しかとらないと思うんですが、コンプトン効果の場合どうなるんですか? 刄ノもとびとびの値になるんですかね?
>>288 自己レスです。
電子が軌道に残ってるって考えるからおかしいのか。
教科書なんかに光電効果→コンプトン効果の順で書いてある事を考えれば、光子が衝突した電子は光電子として飛び出すってことかな。
そうすれば刄ノが任意の値をとれますよね。
あってます?
コンプトンの場合は、電子の軌道束縛エネルギーは無視できるくらいに光子のエネルギーが高い。 衝突された電子も相当の反跳エネルギーを受けるので、軌道からは飛び出す。 光電効果は光子は完全に電子に吸収されて消えてしまう。入射と出射の 波長の変化がどうのこうのという以前に、そもそも出射する光子はいない。 コンプトンとは完全に別個の反応。
291 :
ご冗談でしょう?名無しさん :2011/01/31(月) 18:39:19 ID:8D0f46xc
一つの物体をある高さから水平に投射する 別の物体は地表から、前者の方向に上向き角度α=60°で投射する 2つの物体を空中で衝突させる。2つの物体は同時に、同じショ速度で投射する 2つの物体の水平距離s=1m 前者の物体をどれだけの高さから投射しなければならないか 答えは3^1/2なのですが、自分で解いてみたところ1/3^1/2にしかなりません これは答えが間違っているのか。それとも自分の答えが間違っているのか。わかる方いましたら教えていただけないでしょうか
>>291 2つの物体が水平方向には同じ向きで飛ぶなら√3
水平方向には逆向きなら1/√3
293 :
ご冗談でしょう?名無しさん :2011/01/31(月) 18:57:32 ID:8D0f46xc
>>292 ありがとうございます
俺の問題の解釈が間違ってたみたいですね
>>291 の問題文だけからはどっちの解釈も可能。
一方が正しく他方が間違いって判断はできない。
ちなみに、重力関係ないから無重力で考えると
(自由落下しながら観測する、でもいい)
単なる直線運動になり、ただの作図問題に帰着する。
295 :
ご冗談でしょう?名無しさん :2011/01/31(月) 19:12:14 ID:8D0f46xc
もう1問お願いします 交差角度α=30°をなしている2本の道路の交差点に向かって、各々の道路を、2台の自動車が走っている 1台目の速度はv1=54km/h、2台目の速度は26m/s 1台目が交差点を通過した後、t=1分後、2台目が交差点に達した 交差点通貨後、2台の自動車の最小距離Sminを求めよ これは解き方がわかりません だれかヒントをください お願いします
こっちかが交差点を通過した時刻を基準にして2台の距離を時間の関数として求めるだけだろう。 これまたお互いの速度の向きで答えが2つありそうだな。
>>298 手で図の所まで持っていって離した瞬間の張力のつり合いです
抜けてましたすみません
>>297 それが成り立ったら重りは水平方向に動き出すが。
>>300 なるほど。わかりましたありがとうございます
人の歩行速度を求める式を教えてください
歩行速度=歩いた距離÷要した時間
滑車での重さの違う2物体の問題、(┃は糸) 初速度0で高さhにあるM(M>m)が床に達するまでの時間を調べるのに h=(1/2)at^2でそこからtを求めましたが (1/2)mv^2=mghの公式をg=aに変えて解くのはいけませんか? 答えは同じになりましたがg=aとして計算して良いのでしょうか? ━◎━ ┃ ┃ ┃ ┃ ┃ M m h↓  ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄
>>307 エネルギー保存則で立式するならこんな感じになるんじゃないの?
Mgh=mgh+1/2*(M+m)*v1^2
整理して
(M-m)gh=1/2*(M+m)v^2
このとき運動方程式から (M+m)a=Mg-mg だから
mah=1/2*mv^2
にはなるけど
よくわからないですけどOKなんですね><?
常に加速度が一定の向きと大きさを持っていれば問題ないはず。
311 :
ご冗談でしょう?名無しさん :2011/02/04(金) 03:18:58 ID:G2cFEaj4
ありがとうございます><
mgh=1/2*mv^2 のgをaにかえるっていう考えではなく もっと基本的に仕事とエネルギーの関係式 1/2*mv^2=Fx で、F=ma、x=hと考えればいいかな
つーか、床に達するまでの時間を知りたいならどうしたってh=(1/2)at^2の式が いると思うのだが、(1/2)mv^2=mghでg→aとするだけで どうやって床に達するまでの時間がわかるというのかよくわからん。
参考書「物理教室」のp314~316について質問です。 図4にはV=V0cos(ωt)と書いてあるんですが、 これだとt=0のときV=V0となりますよね。 でも、P314の下図のグラフだとt=0のときV=0になります。 これはなぜでしょうか? あと、P314で「コンデンサーにかかる電圧V=V0sin(ωt)[V](赤線)と・・・」 と書いてあるんですが、グラフでは赤線が電流と棒線で繋がっています。 はじめこれは表記ミスかと思ったんですが、この後出てくるコイルのページでも こうなっていたので、仕様なんだと思いました。 どうなっているんでしょうか・・・もしかして初めのやつと関係ありますか?
315 :
ご冗談でしょう?名無しさん :2011/02/04(金) 12:39:55 ID:lu+bXDu3
名門の森の26番P.84〜85の電磁誘導の質問なんですが(2)で抵抗が等電位になる理由と 直流回路内のコンデンサーは定常状態では電流を通さないというのが分かりません。
317 :
314 :2011/02/04(金) 18:57:35 ID:???
自己解決しました、考えてくださった方ありがとうございます
318 :
ご冗談でしょう?名無しさん :2011/02/04(金) 19:14:05 ID:huOJi54H
>>315 名門は持ってないからわからんが、コンデンサーは定常状態では電荷の移動が終了している。
また電流は単位時間当たりの電荷の移動量(i=q/t)なので、電荷が移動しない状態では
>>315 名門はないからわからない。
コンデンサーは電荷を蓄える装置。
つまり回路内で電荷が移動しなくなれば電流が流れなくなる。
ここで電流とはなにかを確認。
電流とは単位時間当たりに流れる電荷量(i=q/t)なので、定常状態では電荷の移動が終了していて、q=0上なので式よりi=0となり電流は流れない。一般的に定常状態ではコンデンサーには電流は流れないと覚えておけばいいと思われる。
お前ら優しいなぁ
>>318 >>319 分かりました。
こんな抽象的な質問にも関わらず答えてくださって本当にありがとうございました。
コンデンサーが定常状態で電流が流れてないから抵抗も等電位になるんだと分かりました。
電磁誘導について質問です。 コイルを貫く磁束が変化すると誘導起電力が生じ、電流が流れるのはわかります。 しかし、教科書などの図では、コイル全体を磁束が貫いているえが書いてありますが、もしコイルの内部の一部分だけを磁束が貫いている場合は同様に誘導起電力は生じるのですか? ファラデーの電磁誘導の法則によれば同様に電流が流れると予想できるし、実際そうだと(勘では)思います。 質問に不備があれば答えますので、教えていただきたいです。
連レスすみません。 上の質問は、コイルの導線が変化する磁束に晒されていないときでも誘導起電力は生じるか、ということです。
>>322 もちろんその通りです。一部だけを磁束が貫いていて、その磁束が時間変化するならば、
たとえ導線にその(時間変化する)磁束が晒されていなくても誘導起電力は生じます。
※図はイメージです。
>>324 回答ありがとうございます。
少し調べてみたところ、磁束の変化が生じていない部分にも、ベクトルポテンシャルというものの変化が生じ、それによって誘導起電力が生じるのだという説明を見つけました。
それは正しいでしょうか?
>>326 磁束の時間変化がおきていない部分のベクトルポテンシャルがなぜ変化するのか(磁束との関係)、
ベクトルポテンシャルと誘導起電力の関係の2つを理解していれば,その解釈で正しいです.
ちょっと横レス。 導線を電磁波遮蔽シールド材質で覆うとかすれば、誘導起電力は生じません。 あくまで、ベクトルポテンシャルが定義できる空間でならってことです。
高校の範囲超えてるわw
>>321 文が所々間違っていてごめん。
ちなみに電荷量よりも電気量の方が一般的かな?
332 :
ご冗談でしょう?名無しさん :2011/02/05(土) 22:04:01 ID:XW9vkrJB
物理の大学入試問題についての質問です。 xy座標平面上においてQ(c)の電荷を点A(-L/2,0)、-Q/2(c)の電荷を点B(L/2,0) に固定します。点Aから出た電気力線は、一部は点Bに、一部は無限遠方に達します。 線分ABとなす角θで点Aを出た電気力線が点Bに入るとき、θのとりうる範囲を 理由とともに答えなさい。ただし電気力線のふるまいを考える際、点Aのごく近く においては点Bにおいた電荷からの影響は無視しても良いとします。 という問題なんですが、解説を読んでも感覚的には分かるのですがいまいちピンときません。
334 :
ご冗談でしょう?名無しさん :2011/02/05(土) 22:47:54 ID:XW9vkrJB
>>333 そういう風に答えには書いてあります。
なぜでしょう?
>>334 まずガウスの法則を考えると(記号の説明は略)
Aから出る電気力線の本数は4πkQで、
Bに入る電気力線の本数は2πkQとなる。
ということはA、B以外からの影響を無視した時、Aから出た本数の半分がBに入る。
ここで、ガウスの法則とは何かを考えると
点電荷を中心とした半径(rとする)の球面の単位面積を貫く電気力線の本数を、その点での電場の強さに等しいものとしたもの。
ここで、電荷Aだけを考えると、 よく参考書とかにのっている図は真ん中に点電荷があって、 その周りに円が描いてあり、点電荷から矢印が出てる図だと思うけど、 その円を限りなく点電荷に近づけるように円の半径を小さくしていくと、 それがこの問題のAの図に近づくと思う。 つまり言いたいのは、 こういう問題で描いてある図は拡大すると(Aに物凄く近い場所では)、 Aからは同じ間隔で電気力線が出ている図が描けるので Bに入る電気力線はちょうどAの右半分から出ていることになるから、 この答えが出てくる。
高校物理で習う電気力線はかなり曖昧だから、そんなに詳しく書かなくてもいいと思う。 分かり難い説明でごめん^^; 兎に角、Aの近くでは同じ間隔で電気力線が出ている(点電荷1つだけの図と同じ)とわかったら、だいたいわかるんじゃないかな?
>>332 (1)点Aからは電気力線がどの向きにも均一に出る
(2)点Aから出た電気力線のうちの1/2の本数が点Bに達する
(3)電気力線は交わることがない
以上のうち(1)(2)の条件を満たすためには、点Aから全方向(360°)に出た電気力線のうち、
180°に相当する分の電気力線が点Bに達することが必要になる。
さらに(3)の条件によれば、点Aから出る180°分に相当する電気力線の角度は、連続していなければならない。
加えて点A、Bの配置はX軸に対して軸対称であるので、発生する電気力線の軌跡もX軸に対称でなければならない。
これらの条件を全て満たす角度θの条件は、θが±90°の範囲となる場合だけだ。
でもこれを厳密に証明するのは難しいような気がする。解答時間が限られた入試でどこまで答える必要があるのかは分からないや。
>>332 > 解説を読んでも感覚的には分かるのですがいまいちピンときません。
どんな解説だったの?
340 :
ご冗談でしょう?名無しさん :2011/02/05(土) 23:41:13 ID:XW9vkrJB
>>340 そうだよ。
だって、電気力線は入る所があれば、出る所もある。
今は出る所はAしかないから。
338さんが神だ
342 :
ご冗談でしょう?名無しさん :2011/02/05(土) 23:50:12 ID:XW9vkrJB
>>338 (2)の条件がなぜそうなるのかがよくわかりません・・・
一応記述式なんでそれらしい説明をしなければいけないので、
できれば(2)の高校レベルでの説明をお願いします
>>339 点Bの電荷の絶対値は点Aの電荷の絶対値の半分である。
したがって、Aの電荷から出た全電気力線の半分がBの電荷に入る。
題意より、Aの近くでは、電気力線はすべての方向に均等だから、
Aより右へ出る電気力線はすべてBの電荷に入る。
したがって、θの範囲は -π/2<=θ<=π/2
ってあります
343 :
ご冗談でしょう?名無しさん :2011/02/05(土) 23:56:57 ID:XW9vkrJB
>>342 すいません。等号は答えに含まれてませんでした
344 :
ご冗談でしょう?名無しさん :2011/02/06(日) 00:01:31 ID:bmDUDkOD
>>342 ガウスの法則を理解してるのならわかるはずだが?
345 :
ご冗談でしょう?名無しさん :2011/02/06(日) 00:31:10 ID:Zn6ahH3W
>>344 すいません。勉強不足でした。
とりあえずガウスの法則について色々調べたら納得がいきました。
皆さん色々とありがとうございました
ある半導体が直列に電流計と、並列に電圧計と繋がっていて、電源も繋げた回路がある。 この回路を用いて電流と電圧の関係を調べると、あるグラフ(比例)になる。 (1)電流計の内部抵抗は無く、電圧計の内部抵抗を無限大と仮定して、半導体の抵抗を求めよ。 (2)実際は電流計の内部抵抗が1.2オーム、電圧計の内部抵抗が3×10^6オームだった。 この時の半導体の抵抗を求めよ。 という問題で、(1)はグラフを読み込んで87.5オームという答えになりました。 (2)は、答えを見ると87.5-1.2=86.3オームとなっていたのですが、 電圧計の方の抵抗を気にしなくていいのは何故ですか? 図を省略してしまいましたが、よろしくお願いします。
348 :
ご冗談でしょう?名無しさん :2011/02/06(日) 22:43:45 ID:bmDUDkOD
>>346 電圧計の内部抵抗が無限大なら、電圧計に流れる電流を0に近似できる。
>>347 なんか電圧のかかりぐあいとか電流の流れぐあいとか変わって
よく分からない感じになる気がするんですが…
>>346 「「半導体と電流計を直列に繋いだもの」と電圧計を並列に繋いだもの」 なのか
「「半導体と電圧計を並列に繋いだもの」と電流計を直列に繋いだもの」 なのか
で違ってくる。
>>346 電流の内部抵抗値と半導体の抵抗値より電圧の抵抗値の方がかなり大きいので、電圧計に流れる電流は0に近似できる。
だから(1)の条件をそのままつかえる。
シグマベストの理解しやすい物理でどのくらい伸びますか 物理全くわかりません
スレチだから、上の小中高で勉強しなかった、というスレにいこう。 まぁそちらもスレチだがw
>>355 後者なのか。
前者のほうだと(近似でなく) 87.5-1.2 になるけど、
後者のほうだと 87.5 より小さくはならないはず。
確かに後者だとそのままの値だわな。 俺は前者と思って発言したんだが。
>>356 87.5っていう数値自体が近似して得られたらものではないか?
359 :
355 :2011/02/07(月) 20:01:59 ID:???
すみません前者でした吊ってきますorz
>>360 圧力とは1[u]にかかる重さ[kgw]。
密度とは[立方メートル]の重さ[kgw]
だから地表から高さH1[メートル]の地点の圧力と密度の関係は
地表での圧力をPoとすると、
Po=P+H1*γ
ただしγは大気の平均密度
363 :
ご冗談でしょう?名無しさん :2011/02/09(水) 00:37:45 ID:3VlXby63
質量0.2kgの物体を、斜め方向に向けて、10m/sの速さで投げ上げた。速さが4.0m/sになるのは投げ上げた地点からの高さがいくらの時か? また、投げ上げてからこの時までに重力がした仕事はいくらか? お願い教えてください・・・m(_ _)m
>>363 細かいところは分からん(考えたくないw)けど、10m/sで投げられた時の運動エネルギーの一部が使われて、位置エネルギーになってその分、速さが4m/sになったと考えりゃ良いんじねーの?
で、その位置エネルギー(mgh)にマイナス符号を付ければ重力がした仕事(力の加わる向きと動いた向きが逆なので)
365 :
ご冗談でしょう?名無しさん :2011/02/09(水) 01:14:29 ID:3VlXby63
答えは4.3m −8.4Jとなってるみたいですが式がわからないのです・・・
まずはエネルギー保存の式を立てる
F_x = 0 F_y = m*a_y = -mg a_y = -g ここで、dv(t)/dt = a(t)だったから、 v_x(t) = v_x(0) = const. v_y(t) = -gt + v_y(0) 時刻 t における速さ |v(t)| は、各成分の二乗和の平方根だから、 |v|^2 = (v_x)^2 + [v_y(t)]^2 |v|^2 - (v_x)^2 = [v_y(t)]^2 この関係より時刻 t が求まる。時刻tは速度y成分で置き換えられて、次のようにも書ける。 t = (1/g) * {v_y(0) - v_y(t)} 高さは、 dy(t)/dt = v_y(t) の関係式から、 y(t) = (-g/2)t^2 + v_y(0) * t ( y(0) = 0 とする ) だったから、 y(t) = (-1/2g) * {v_y(0) - v_y(t)}^2 + (1/g) * v_y(0) * {v_y(0) - v_y(t)} y(t) = (1/2g) * {v_y(0)^2 - 2*v_y(t)^2} より求まる。 仕事は、F*ΔL なのでこの場合は、 F*ΔL = -mg * {y(t) - y(0)} = -mgy(t)
364を参考にすると (1/2)m*v0^2=(1/2)m*v1^2+mgh だから (1/2)*0.2*10*10=(1/2)*0.2*4*4+0.2*9.8*h 10=1.6+4.8*h 4.8*h=8.4 h=7/4[m] 重力のした仕事は mgh=4.8*h=8.4[J]
訂正 >重力のした仕事は mgh=4.8*h=8.4[J] 重力のした仕事は -mgh=-4.8*h=-8.4[J]
370 :
ご冗談でしょう?名無しさん :2011/02/09(水) 08:10:48 ID:bREzV66h
ありがとうございます 4.3mと言う答えではないですが いかがでしょうか
それは計算ミス。やり方は合ってる。 三行目、4.8h=(g/2)*hとなってるところが1.96h=(2g/10)hになる。 1/2の因子を消すのと桁を下げる操作を誤っただけ。アフリカではよくあること。 v0^2-v1^2=100-16=84.0=19.6h h=(2・2・3・7・10)/(2・2・7・7)= 30/7 〜 4.3 mgh=84*0.2*(1/2)=8.4
372 :
ご冗談でしょう?名無しさん :2011/02/09(水) 12:57:44 ID:bREzV66h
371さんありがとうございました(^0^)/
373 :
ご冗談でしょう?名無しさん :2011/02/09(水) 13:59:39 ID:KduBdvgE
波動の分野での質問です。 2つの波それぞれの山と山がぶつかった点は腹の点といいますが、 谷と谷がぶつかった点も腹の点というのでしょうか?
375 :
ご冗談でしょう?名無しさん :2011/02/09(水) 17:30:16 ID:59D6q5jp
質問よろしいでしょうか? Co2 CaCO3 NaOH Zn(NO3)2 の分子量、式量を求めろと言う問題で 左から44 100 39 189と言う答えが出たのですが、正解に至りません 何か間違いがあったら教えていただきたいです。宜しくお願いします
377 :
ご冗談でしょう?名無しさん :2011/02/09(水) 17:36:30 ID:59D6q5jp
>>376 申し訳ないですが、正解するまで答えが出ないと言う物です;
>>377 答が整数なら、±10くらいの範囲で試せば正解に当たるべ
379 :
ご冗談でしょう?名無しさん :2011/02/09(水) 17:45:48 ID:59D6q5jp
>>378 小数点切り捨て、四捨五入とかしてるんですがね.....
やってみます
俺よく苛性ソーダ使ったから覚えてるけど 式量きっちり40だぞ ケアレスミスだな
周期表で原子量を調べて足すだけ
382 :
ご冗談でしょう?名無しさん :2011/02/09(水) 19:29:43 ID:Bzvi7j1G
地球の周りを周っているシャトルが探査機を打ち出すという問題で、 それぞれの速度と合計の質量がわかっている状態でシャトルと探査機の質量を出す場合について 運動量保存則では回答が出せるのですが力学的エネルギー保存則では出せません (打ち出す前の運動E)=(後のシャトルの運動E)+(後の探査機の運動E) では駄目な理由を教えてください
水酸化ナトリウムは 39.9971
>>382 高度が解らずに、重力による位置エネルギーが不明だから無理
U字方試験官に水銀がはいっていて、 片方がxだけ上がったときの位置エネルギーの 増加量についてですが、 片方がx上がれば片方はx下がるので 位置エネルギーは結局変わらないと思ったのですが 答えは長さxの水銀柱の重心が xだけ上昇したことに相当するので x*体積*密度*x が答えでした。 なぜ下がったほうを考慮しないのでしょうか。
>>386 □□
□□
●■
●■
■■
これを
□●
□●
□■
□■
■■
こうするには、●2個を持ち上げる
>>382 問題文では速度に変化があったのですね?
解答方法は理解できるのに、エネルギー保存則で解答が導けないことが
理解できないのですね?
問題文と解答の内容を、もう少し詳しく書いてください。
どこに問題点があるのか、この質問内容では分かりません。
>>388 詳しい内容なんか聞かなくても分かるじゃん。
「シャトルが探査機を打ち出す」って言ってるんだから、何らかの他の形のエネルギーが探査機の運動エネルギーに変換されている。
バネみたいな物でも、人間がそっと押し出すのであっても、化学ロケットでも何でも同じ。
シャトルと探査機の運動量は保存されても力学的エネルギーの合計が保存されるはずが無い。
あ、ゴメン。 もしも探査機自身が化学ロケットを積んでたら運動量も(噴射ガスを考慮に入れない限り)保存されなくなるね。 だから、その条件はあり得ない(問題が全く解けなくなる)
391 :
388 :2011/02/10(木) 18:04:57 ID:???
>>389 計算方法が理解できれば、運動エネルギーで計算できないことも理解できる
はずなので、いったい、その疑問はどこから生まれたものなのかな?と。
傾斜30°の斜面上を質量30kgの物体に力を加えて0.50m/sの速さで引き上げる。次の二つの場合について、この力がする仕事の仕事率を求めよ。重力加速度の大きさを9.8m/s^2とする。
(1)物体と斜面間に摩擦がない場合
(2)物体と斜面との間の動摩擦係数が0.50の場合
(1)は参考書にのってたからわかりましだが、
(2)がわかりません。動摩擦力の仕事率は
294cos30 × 0.50 ≒ 127.3(w)なのですが、それ以降が分かりません。
On 2011/02/10, at 18:51,
[email protected] wrote:
そもそも問題が読めない俺に視覚はなかった
下の文章は気にしないでください。ミスです。
やっちまったな
視覚はなかったって重いなww
死角はない 視覚はない 資格はない 四角はない 刺客はいない ニホンゴムズカシイネ!
とりあえずメールアドレス変えた方がいいぞ
>>397 そこは心配ないと思います。確か彼、100通/h位かそれ以上の勢いで迷惑メールきているって言っていましたからw
+-----------+ | | (+)| |(-) (a) ----- 3V −−C --- −− (-)| |(+) | | +----[ R ]---+ Vで充電された容量Cのコンデンサーに3Vの電池を上のようにつないだとき、抵抗(抵抗値の指定なし) で発生する熱量を求めよ。 追加された電気量はC・(3V-(-V) = C・4Vなので 電池のした仕事 = C・4V・3V = 12CV^2 静電エネルギーの変化 = 1/2C・(3V)^2-1/2CV^2 = 4CV^2 ∴ 発熱量 = 12CV^2 - 4CV^2 = 8CV^2 でいいのでしょうか?静電エネルギーの変化のところが自信ありません。
>>398 既に迷惑メイルバンバン来てるから大丈夫て、そういう問題か
>>392 まず仕事の定義に戻って考えろ、(1)と同様に算出できる。
ついでに
>動摩擦力の仕事率は 294cos30 × 0.50 ≒ 127.3(w)なのですが
は間違ってるぞ。
>>399 この抵抗を通る電荷は4CVなので、発熱量は4Vに充電したコンデンサーに抵抗のみを
繋いだ場合と同じになる。このとき、コンデンサーに蓄えられている静電エネルギーは
1/2・(4CV)^2/C = 8CV^2 なので、これが抵抗の発熱量になる。
ってな考え方じゃダメでしょうか?
404 :
ご冗談でしょう?名無しさん :2011/02/11(金) 04:17:14 ID:wud3nH43
405 :
ご冗談でしょう?名無しさん :2011/02/11(金) 04:21:45 ID:wud3nH43
あ、最初の文、だが ってなってますが予測変換で出てしまっただけなんで気にしないで下さい;
間違っているって正答を持っているのか?
407 :
ご冗談でしょう?名無しさん :2011/02/11(金) 07:55:43 ID:wud3nH43
正答は無いです;パソコンに打ち込んで当たるまでって感じです
断面積1mm^2の銅線に1.0Aの電流が流れているとき、この銅線の中の自由電子の平均速度を求めよ。 ただし,銅に含まれている自由電子の密度は8.5×10^28個/m^3 電子の電荷はー1.6×10^-19Cである。 という問題なんですが v=I/enS =1.0/1.6×10^-19×8.5×10^28×1×10^-6 となるらしいです。 ここで 何故、断面積1mm^2が 1×10^-3 じゃなくて 1×10^-6 になるのかわかりません。 初歩的な質問で申し訳ないのですがお願いします。
>>408 平方ミリメートル=(ミリメートル)^2
>>408 2乗がメートルだけじゃなくミリにも掛かっているから
1m*1m=(1000mm)*(1000mm)
1m^2=10^6mm^2
>>404 回答は知恵袋の人ので合っていると思うけど
解答形式がよく分からないからこれ以上はなんとも
高校物理で二足歩行の足の着地点の計算なんてできる
413 :
ご冗談でしょう?名無しさん :2011/02/11(金) 22:18:19 ID:Y70gYxOL
電池にコイルと電荷を帯びていないコンデンサーを、並列につないだ回路があり、今電流は流れていないとする。スイッチを入れたところ、電池からは電流が流れた。 スイッチを入れた瞬間、コイルには誘導起電力が生じ、コイルに流れる電流は0である。一方、スイッチを入れた瞬間はコンデンサーには電荷は貯まっておらず、コンデンサーの極板間の電位差は0である。 これっておかしくないですか?スイッチを入れた瞬間では、並列なのにかたや電位差あり、かたや電位差なしで、この並列で繋がれた閉回路部分にキルヒホッフの第2法則が成り立っていないようです。 微積分はよくわからないので、高校物理の範囲で上の現象を教えて下さい。
電流が0だからと言って電流の傾きが0とは言えないだろ 例えばy=xの直線を思い浮かべてほしい、x = 0の時y=0だからと言ってy'=0とは当然だが言えない つまりこの時 I = 0であるが(dI/dt)≠0でありE = L(dI/dt)となっている
>>413 短絡回路でキルヒホッフ第2法則が破綻するのと同じようなものでは。
416 :
414 :2011/02/11(金) 23:11:11 ID:???
ごめん直列と勘違いしてた スルーしてください
417 :
ご冗談でしょう?名無しさん :2011/02/11(金) 23:18:59 ID:Y70gYxOL
>>414 どういうことですか?
>つまりこの時 I = 0であるが(dI/dt)≠0でありE = L(dI/dt)となっている
これはコイルに生じる誘導起電力のことですよね?これは生じることは納得できますが、問題なのはコンデンサーの方です。コンデンサーの電荷は0だから基本式よりV=0となりますよね?
すると、並列なのに閉回路で一周しても、'高さ'が元に戻らない、って感じです。
>>415 短絡回路は知らないです。申し訳ないです。
>>417 電池のプラス極とマイナス極を導線で直結した回路 >短絡回路
419 :
417 :2011/02/11(金) 23:23:51 ID:Y70gYxOL
420 :
ご冗談でしょう?名無しさん :2011/02/11(金) 23:26:14 ID:Y70gYxOL
>>418 そうなんですか。ありがとうございます。ではそれと同じということは、上の例ではキルヒホッフ第2が成立していないんですね。
なんか解説にそんなことが一切書いてなくて焦りました。
>>420 キルヒホッフの第二法則は閉回路の部分について成り立つ法則だ。
スイッチを入れた瞬間のコンデンサは電荷が蓄積していないので回路素子としては働かない。
つまり、単なる開放と同じだ。
閉回路ではないのだから、キルヒホッフの第二法則が成り立たないことはおかしくないんだ。
423 :
ご冗談でしょう?名無しさん :2011/02/11(金) 23:54:37 ID:Y70gYxOL
ありがとうございます。納得しました。
424 :
ご冗談でしょう?名無しさん :2011/02/12(土) 00:05:32 ID:Dm/E7jr4
なめらかな床を速度v0で進む質量mの物体に質量Mの箱をかぶせ、 物体が箱内部で左右に衝突を繰り返すような運動を考える。 n回衝突後の物体の速度v(n)、箱の速度V(n)、箱と物体のはね返り係数e(<1)。 n回衝突するときの力学的エネルギーの損失を答えよ。 回答を見ると重心利用で箱と物体両方の速度が v(g)=mv0/(m+M) で一定になる。 また、n回目の衝突後の運動エネルギーの和が E(n)=(m+M){v(g)}^2/2 + m{v(n)-v(g)}^2/2 + M{v(n)-v(g)}^2/2 となって 最後に重心の運動エネルギーが不変であることから E(n)-E(0) で式を出すのですが、 いまいちE(n)の式の第二項と第三項の意味がわかりません・・・ そもそも E(n)=mv(n)/2 + MV(n)/2 から出すんじゃないかと思って計算してみたら答えは同様に合っていたのですが、 重心利用のやり方が不明です。 E(n)の式はどういう成り立ちなんでしょうか。
425 :
421 :2011/02/12(土) 00:09:11 ID:???
>>422 確かにその通りですね。コンデンサが短絡、コイルが開放に訂正します。済みません。
426 :
424 :2011/02/12(土) 00:46:43 ID:Dm/E7jr4
>>424 ですが一応
mv0=(m+M)×v(g)
↓
v(g)=mv0/(m+M)
v(n)=v0*{m+M*(-e)^n}/(m+M)
V(n)=m+v0*{1-(-e)^n}/(m+M)
の導出までが終わっています。
単振動が円運動を横から見たものだというのは わかるのですが、なぜバネが絡むのかわかりません 教えてください
バネが絡むってどういう意味? 普通の重り付きバネを振動させると結果が単振動になるけど。 摩擦等によるエネルギーの散逸を香料すれば減衰振動になる。 なぜ単振動になるか?と言うと微分方程式を立てて解けば分かるんだけど、 高校物理の範囲じゃないんだっけ?
>>424 >E(n)=(m+M){v(g)}^2/2 + m{v(n)-v(g)}^2/2 + M{V(n)-v(g)}^2/2
第一項が重心運動の運動エネルギー、第二項が重心に対する物体の相対運動のエネルギー、第三項が重心に対する箱の相対運動の運動エネルギーだね。
この式を地道にばらしてみれば、実際にこれが全運動エネルギーに等しいことが分かる。
知っていたらどっかで役立つかも? 別に知らなくても問題ない知識だと思うけど。
>>427 その力積Iは何なんだ、時間範囲とか何も記されていないが
Mの単振動は(m+M)*k/mのバネ定数と見なせるというのは出てくる
そもそもバネ定数の単位が(N/m)
その式だと単位(N・s)になるから明らかに違うと思うんだが
どちらも水平でなめらかな床になめらかな板を置き 一方は人が歩いて、もう一方は小球に初速度vを加えた場合 板はそれぞれどんな運動をしますか 理由もあるとありがたいです
>>427 エスパーすると、
式の中の縦棒は紛らわしいがおそらく大文字の I じゃなくて小文字の l (エル) かな。
そうだとしても説明不足だけど。
l はおそらくバネの自然長のつもりか。
434 :
ご冗談でしょう?名無しさん :2011/02/12(土) 19:07:10 ID:fyoX+Pfu
系が1次元だと、スカラーもベクトルも同じ数で表されるため、両者の区別がつかないです。 よく速度を表すとき、矢印を書いてその上にvと書きますよね?そのvはスカラーですよね?vが正ならばベクトルの向きはは矢印を書いた向きと同じ、負ならば逆、と捉えて間違いないですか?
435 :
424 :2011/02/12(土) 19:49:12 ID:Dm/E7jr4
>>430 ありがとうございます。
最終的なエネルギーに重心到達からn回目までの
衝突でのエネルギー損失を足したわけですね。
>>434 間違いないです
v こんなベクトルの表記方法はないから、これなら右方向へ速さvで進んていると捉えてまず問題ないです
→ 向きが問題になる場合はどちらの方向を正と取り、vが正かどうかは間接的になり直接的になり問題文に書かれてるはずなので必要に応じて「都合よく」考えればあまり問題ないと思います
影像法の問題なんですが 球形導体空洞の内面の電界を求めるときって、普通に電界を計算してから、その電界に負符号つけるんですか? 問題を解いていてつまづきました。
面積S、距離dの平行板コンデンサーに誘電率ε1の物質を挿入したときのコンデンサーの容量は、ε1S/dですよね? この物質の「比」誘電率をε'1とし、真空の誘電率をε0 とすると、容量は ε0ε'1S/d つまり真空の誘電率×物質の比誘電率=その物質の誘電率でしょうか?
そりゃそうだ。 だってそれが「比誘電率」の定義だもの。
441 :
ご冗談でしょう?名無しさん :2011/02/13(日) 10:17:36 ID:REZtPd5X
よく教科書では、コンデンサーの基本式を証明するのにガウスの法則を用います。 「Q(C)の電荷から出る電気力線の数は、4πkQ本である」…@ というところから議論を初めていますが、そもそもこれは、 「Q(C)の'点'電荷からr(m)はなれた位置での電場がkQ/r^2→半径rの球の表面積4πr^2を考えて、その球を貫く電気力線数は4πkQ本→よって、元の'点'電荷から出る電気力線数は4πkQ本だった」…A ということから出発するわけですよね? しかし@では単なる電荷、となっていますが、元になるAは'点'電荷としか言っていません。 するとAから出発する@は正しいのでしょうか?
ttp://www.dotup.org/uploda/www.dotup.org1343309.jpg 図のように、地上の点Oから、小球を水平方向より角θだけ上向きに、
初速度の大きさv0で投げ上げた。重力加速度の大きさをgとして、次の問いに答えよ。
(1)小球が、最高点Pに達するまでに要する時間と、その高さをv0、g、θを用いて表せ
(2)小球が最高点Pに達したときの、速度の水平部分をv0、θを用いて表せ
(3)点Oからの水平距離がaの点Aに、高さkの壁が垂直に立っている。
小球がこの壁を直接越えるための、初速度の大きさv0の条件を求めよ。
ただし、tanθ>(k/a)とする。
(1)t=(v0/g)sinθ、x=(v0^2)(sin^2 θ)/2g
(2)v=v0cosθ
まではわかったのですが、(3)が分かりません
どのようにして解いたらいいでしょうか
>>442 図は見えないけど、
小球が壁を越えるには、少なくとも小球の描く放物線の頂点が壁の頂点を超えてなければならない。<=とりあえずこれを自明として、
1)2)の答えを使って条件式を作ればいんじゃね?
>>441 (1)の「Q(C)の電荷」を微小な電気量を持った点電荷の集合体と考えれば何の問題もない。
そもそも(2)から出発して(1)が導かれるというのはあなたがそう主張しているだけであって、
そう考えても、考えなくてもどちらでもいい。
例えば(1)を電気力線の定義と考えれば、(2)から出発して(1)を説明する必要なんてなくなる。
>>442 (3)の解答で任意の時刻での小球の位置を表すために文字tやxを使いたいので、(1)でt、xを使われると困る。
だから、tやxの代わりにt1やx1を用いて欲しいんだな。
以下、点Oを原点、任意の時刻をu、水平方向の位置をz、垂直方向の位置をyとする。
時刻uでの小球の位置は、水平方向の位置z=v0cosθ・u、垂直方向の位置y=v0sinθ・u−(1/2)gu^2だ。
(1)(2)が解けたのならこれは分かるでしょ。
z=aの位置にある壁を小球が飛び越えるためには、z=aのときにy>kであればいい。
つまり、連立方程式a=v0cosθ・u、y>v0sinθ・u−(1/2)gu^2を解いてyを求めればいい。それだけ。
445 :
ご冗談でしょう?名無しさん :2011/02/13(日) 14:42:47 ID:XGZ1DBW7
こんにちは。初歩的な問題でごめんなさい。 今中学生で、推薦で合格もらってる高校からの事前入学課題が分かりません 「力のモーメントMは力F、距離rを使ってどのように表せれるか?」 の答えはM=rFでだいじょうぶでしょうか? あと「Aの体重は60キログラム、Bの体重は45キログラム シーソーに乗った場合、支点からAまでの距離をa、Bまでの距離をbで表す モーメントのつり合いの式をa、bで表せ」という問題です 支点からの長さと重力の等しいときにつりあうというのは分かりますが そこから先をどう式にしていいかわかりません
あまりマルチポストはしないように。
その問題がなんで初歩的ってわかるの?天才?
高校3年です 体積0.3m3 、質量410キログラムの直方体がある。 この物質を密度1300kg/m3の液体の中に入れる この物体が完全に液体中にあるときに働く浮力を求めなさい 計算は1300×0.3×9.8であってますか?
>>444 yを求めるのですか?
v0の条件を求める時に必要ですか?
すみません、よくわかりません
ノートを見てたら円形電流の磁場の強さ(N×)I/2R ソレノイドの磁場の強さNI/L と書いてあったのですが、これって合ってますか? ソレノイド状にせずに円形電流をN個並べると(N×)I/2Rで、 一本の導線をN巻きして作るとNI/Lになるということで良いのでしょうか?
円形ではなく筒状にしたものがソレノイドで形が違う。 1本の導線で作るかどうかは関係ない。 1本の導線をN回巻きでも円形のままならNI/2R
>>455 ありがとうございます
棒に巻きつけるように作ればソレノイドで
Ω型に連ねれば一本であっても円形ということで良いでしょうか?
内容:
>>450 >yを求めるのですか?
「yを求めればいい」は誤記でした。すみません。
最後の1行は無視してください。
z=v0cosθ・u、y=v0sinθ・u−(1/2)gu^2、z=a、y>kだけで十分です。
>>457 度々すみません
連立方程式を解くところまでは理解できました
しかし、a=v0cosθ・uを変形して、v0u=a/cosθをyの式に代入すると、
v0が消えてしまいます
どうすればいいでしょうか
>>458 (3)はあるx地点でyの値が出る式が欲しいわけだ
y = v0tsinθ - (1/2)gt^2
x = v0tcosθ
は出てる、そこでyの式のtに xについての式を変形したt = x/(v0cosθ)を代入する
すると
y = xtanθ - gx^2/(2*v0^2*cos^2θ)がでてくる
この式でx = a の時に y > k であればいい、これらを代入してやればv0が満たす
条件がでてくるよ
>>456 円筒の長さが
半径に比べて十分長ければソレノイドの方の式(に近い)、
半径に比べて十分短ければ円形の方の式(に近い)。
電流が空間にどう分布しているかによって磁場のでき方が決まる。
配線のつながり方はあまり関係ない。
断面積Sのシリンダー、ピストン質量m、大気圧p0、気体定数R、重力g 単原子分子の気体が入っていてつりあいの状態でP,V,Tであり 凾u動かすと凾o、凾s変化しピストンが単振動する 凾o×凾u=0とみなせ 凾s/T=凾o/P+凾u/Vの近似が成立するとき 凾o=A凾uの関係があり、このAを求めよ わかりません。よろしくおねがいします
>>461 凾o×凾u=0 ←この条件おかしくないか
例えば儼≠0の時、凾o = 0となる
Pの変化が0ならば初期のつり合い状態から変化しないことになる
つまり凾u動かしても単振動しないのでは?
>>462 でも問題の設定上単振動したと明示されています
>>463 そのシリンダーって縦置きされてて、ピストンがシリンダーの上にあると言う設定?
>>463 (P+儕)(V+儼) = PV + P儼 + V儕 + 儕儼
こういう式があるとき変化が十分に小さいとすると
他の項に比べて儕儼は圧倒的に小さいので
PV + P儼 + V儕 + 儕儼 = PV + P儼 + V儕 という式は成り立つが
凾o×凾u=0があたかも常に成り立ってるというのはおかしい
ちなみに上の式を使うと
PV + P儼 + V儕 = nRT + nR儺
となりここでnRT = PVを使うと
P儼 + V儕 = nR儺 両辺をnRT = PVで割ると
凾s/T=凾o/P+凾u/V がでてくる
>>466 そこは問題文に与えられています
凾o×凾u=0とみなせ
凾s/T=凾o/P+凾u/Vの近似が成立するとき と。
そして設問で
凾o=A凾uの関係があり、このAを求めよ と。このAの出し方を知りたいのです
>>466 続き
この式がでたらあとは儺に関する別の式が欲しい
断熱変化の式は見たことがあると思うが
Cv儺 = -P儼となっている、単原子分子なのでCv = 3R/2
あとは代入するだけ
っていうかこれは断熱材で囲まれたシリンダー?
でも単振動みたいな比較的早い変化だと儔 = 0でいいのかな
>>459 やっとわかりました
ありがとうございました
熱力学で、ゆっくり という単語が出てきたら定圧変化だと思っていいのでしょうか?
>>471 ピストンをゆっくり動かすとかゆっくり温めるとかのことかな
ふつうは、変化の間は常に熱平衡状態ですという意味
すなわち、常に温度や圧力が定義できますということだが、それらの値が一定とは限らない
ちなみに、そのような変化の仕方を準静的過程という
Q (導体) X 123456789 とかなってて、Xの地点での電場の強さが、 kQ/5^2とならずに、kQ/9^2となるのはなぜでしょう? つまり、導体部分の距離(長さ4)が省かれる気がするんですが、 省かれないのは、なんでなんでしょう?
>>473 電荷や導体の空間分布も示さずにそんな話されてもと思うが、
文意からして点電荷・球殻状導体なんだろうな。
導体両側に現れる電荷は等しいが、その分布する表面積はQからの距離の自乗に比例するから、
結局表面の電場の強さはQからの距離の自乗に比例してる。
まあガウスの法則を当てはめれば一発という事になるんだが。
475 :
ご冗談でしょう?名無しさん :2011/02/16(水) 13:33:15 ID:1Yy/SWop
凾s/T=凾o/P+凾u/VとCv儺 = -P儼、Cv = 3R/2から 凾o=A凾uの関係の導き方を教えて下さい。
頭の悪い質問ですみませんが…… 物理の問題で観測者てのがあるけど あれには質量mをつけて運動方程式立てなくていいのですか 物理法則をあてはめないのですか
問題の設定次第ですから一般的な決まり事はありません
台車Aに対する台車Bの相対速度を実測する場合、 台車に観測機器をのっけると思うのですが、 観測機器は質量0じゃないですよね? 観測機器の質量は台車の速度に影響するような気がする…… でも理論上は観測者の質量は無視しているような…… いや、何を言ってるかわかんなくてすみません
それが設定次第だと言っている 測定器と台車は別々に考える必要があるかも知れないし 測定器まで含めて台車の質量と定義しているのかも知れないし 無視できるくらい軽い機械なのかもしれないし 外から見て測定してるのかも知れないし 神様に数値を教えてもらったのかも知れない
"観測者"って言ってもふつう物理的実体は持たないだろ
というか相対速度を考えるのには観測機器載せる必要なんてない 実際に測るなら観測機器の質量を考慮すればいいだけだが問題として本質的ではない
>>480 やっぱり物理的実体はないのですね
周りが誰もハッキリそう言ってくれないのでもやもやしていました
ありがとうございました
>>481 観測者は物理的には本質的ではないということでしょうか
ありがとうございました
いや本質的でないって意味ではなく 少なくとも高校の範囲では、「観測者」は「座標系」の言い換えだと思っておいて問題ない 人や装置が乗ってるなら問題文に書いてあるだろうし
* □→ * *は紙面の表から裏に電流が流れています。 □は長方形の導線で、紙面に垂直に立っており、右側に動きます。 この時、レンツの法則より□には電流が流れ、 その中の自由電子が磁場により力を受け、□の左辺と右辺には、↓向きに電流が流れると思います。 この時に、進行方向と反対側(つまり左)に、これによる抵抗力がかかるようなのですが、 その合力を求める式が、左辺にかかる力−右辺にかかる力なんです。 両方↓なんだから、力のかかる方向は同じだし、+じゃね?って思うのですが、なぜ引くの??w
↓というのは紙面の表から裏にという意味です。
両辺とも下向きに流れるってことはあるまい 電流は、長方形を巡るように流れる
>>484 右と左だと磁束密度の大きさが違うから、どちらも↓向きに電流が流れない
左側の方が起電力は高いので右側では↑向きに電流は流れる
無限に長い直線電流の磁束密度はμI/2πr
つまりrに反比例してる、右と左で起電力が違うのはこの為
あと↑向きに同じ量の電流が流れるのはありえない、その場合電流は流れない
あと電荷保存の法則+キルヒホッフで電流は保存されるので
大きさが違くても□の左辺と右辺には、↓向きに電流が流れるということはありえない
>>487 答えには、左辺にかかる力から、右辺にかかる力を、
引いて合力を求めてあるんです。
電流を合計したら反時計周りになるというのは分かりますが、
合計せずに左辺右辺で分けて出すと、なぜ引くのか、よく分からない。
両方↓向きに流れてるし。(で、左の方が大きいから反時計にはなるけど
受ける力が電流に比例するからその計算で良いんだろ、 電流の自乗に比例とかだったらこうはいかない。
>>488 > 両方↓向きに流れてるし。(で、左の方が大きいから反時計にはなるけど
回路が動いて発生するのは電流ではなく起電力。流れる電流は回路の全起電力と全抵抗による結果
断面積Sのシリンダー、ピストン質量m、大気圧p0、気体定数R、重力g 単原子分子の気体が入っていてつりあいの状態でP,V,Tであり凾u動かすと凾o、凾s変化しピストンが単振動する 凾o×凾u=0とみなせ 凾s/T=凾o/P+凾u/Vの近似が成立するとき 凾o=A凾uの関係があり、このAを求めよ わかりません。よろしくおねがいします そのシリンダーって縦置きされてて、ピストンがシリンダーの上にあると言う設定? そうです。縦置きです 466 名前:ご冗談でしょう?名無しさん[sage] 投稿日:2011/02/15(火) 19:20:56 ID:??? (P+儕)(V+儼) = PV + P儼 + V儕 + 儕儼 こういう式があるとき変化が十分に小さいとすると他の項に比べて儕儼は圧倒的に小さいので PV + P儼 + V儕 + 儕儼 = PV + P儼 + V儕 という式は成り立つが 凾o×凾u=0があたかも常に成り立ってるというのはおかしい ちなみに上の式を使うと PV + P儼 + V儕 = nRT + nR儺 となりここでnRT = PVを使うと P儼 + V儕 = nR儺 両辺をnRT = PVで割ると 凾s/T=凾o/P+凾u/V がでてくる この式がでたらあとは儺に関する別の式が欲しい 断熱変化の式は見たことがあると思うが Cv儺 = -P儼となっている、単原子分子なのでCv = 3R/2 あとは代入するだけ 凾s/T=凾o/P+凾u/VとCv儺 = -P儼、Cv = 3R/2から 凾o=A凾uの関係の導き方を教えて下さい。
> 凾s/T=凾o/P+凾u/V から儺を消去するだけだろう
凸レンズと実像との間に2枚目のレンズを置くと、実像が光源となり2枚目のレンズによる像ができるという現象で、 凸レンズからの光は2枚目のレンズにより屈折させられると思いますが、光源となる実像の長さは2枚目のレンズがない場合の長さを用いることができるのはなぜですか?
>>488 >両方↓向きに流れてるし。
これが間違いで、確かに両方↓向きの起電力はかかるけど、左辺にかかる起電力の方が打ち勝って、
電流は反時計回りに流れる。
このとき右辺にかかる起電力はいわば抵抗による電圧効果のように左回りの電圧を減じる効果を持つが、
電流はあくまで(左辺でも右辺でも)反時計回り。
497 :
ご冗談でしょう?名無しさん :2011/02/18(金) 11:36:39 ID:Sw+B0uW0
_____) こういう感じの、(床面、壁面共に摩擦無し)水平な床を転がった物体が半円筒状の物体を初速度Vで上るとき、 半径R、中心Oとして、丁度床から高さRの円の半分の位置(紙面から見て床と平行)な位置に上るまでは垂直抵力Nが0にならないのはなぜですが?
498 :
ご冗談でしょう?名無しさん :2011/02/18(金) 11:56:47 ID:P3rzwvR4
>>497 垂直抗力が0になるということは床から離れる瞬間ということ。
離れずに登るのなら0にならない。
>>497 垂直抗力が0になるときというのは、玉が面から離れるときだから
最高点まで上がるという前提ならば、途中で面から離れることはなく
したがって垂直抗力が0になることもない
>>497 垂直抗力が0だったらどうやって壁面に沿って曲がるのか?
>>498-500 どうもありがとうございます
説明下手で申し訳無いですが僕が言いたかったのは
上ってる最中に速度が0がなったとして
頂点で0になった場合は垂直抗力が0になってそのままポトっと落ちますが、中心Oの真横の高さRに行く途中で速度が0になった場合はそのまま滑り落ちますよね
僕が言いたいのは、速度が0になったときに、どの位置までは滑り落ち、どの位置からは落下するのかが知りたいです
滑り落ちるって事は垂直抗力が残っているんですよね?
0になる瞬間の高さが知りたいです
>>501 加速度(進行方向が変わる事)による垂直抗力と重力が原因となっている垂直抗力がゴッチャになってない?
>>501 当たり前だけど中心の高さを越えたら滑り落ちることは無い。
床からは慣れた時点では運動エネルギーがあるので放物運動で落下する。
>>501 中心の高さを超えた後なら、速度が0になる前に面から離れて放物運動をする
どの点で離れるかを知りたければ、面から受ける力が0になる高さを計算する
>>501 半分の位置までなら滑り落ち、それより高いところまで行ったら落下だと思うが、
落下と言っても真下に落下ではないと思うよ。
半分より高い位置に言ったら、水平方向左向きの速度成分が生まれてくることになるが、
左向きの成分が0になるような力はないから。
508 :
ご冗談でしょう?名無しさん :2011/02/18(金) 15:42:03 ID:fHwctuus
質問というか、イメージの話なんだけどさ。加速度と力積の関係がよくわからない。 力積はm(v1−v2/t1−t2)=Fからt1−t2を両辺に掛けて求まる。 ↑は変化後の速度ー変化前の速度/変化後の瞬間の時間ー変化前の瞬間の時間 これが微分ならΔv/Δtと書くときlimt→0になるものだから、Δtが大きければ運動量が 大きくなるとか衝撃が小さくなるとかは考えられない。 一方加速度は微分だからlimt→0から求める。 だから元の式は同じF=maだけどΔtがt1−t2かlimt→0の違いがある。 でも計算上は同じ物として?考える。だからなんというか無限小の時間から求めた物 の上で、力を加える時間が長ければ力積が大きくなるとか、力を加えられる時間が 長ければ衝撃が小さくなるとか、なんか変じゃない、、?循環論法というか、、 なんだろう
摩擦の無いレールの上に物体Aがあり、その物体Aの中心にある長さの棒がくっついていて 棒の先端におもりBをつける。 BをAと同じ高さまで持ち上げBを落とすと、BはAを中心とした円運動 Aは棒に働く張力によりレール上を動き出す。 こういった問題で仕事とエネルギーを使うときに Bに働く力として重力、張力 でも、Bは円運動をしていて、張力と移動方向は垂直なので、張力による仕事は0 だから、Bに加えられる仕事(エネルギー)は重力の分だけ→W1とする また、Aに加えられる仕事は張力のレール方向の力と移動距離の積(位置によって力が変わるので積分)→W2とする すると、二物体間では (AとBの初期運動エネルギー)+W1+W2=(AとBの運動エネルギー) という式になると思うんですが、 実際は、(AとBの初期運動エネルギー)+W1(重力位置エネ)=(AとBの運動エネルギー) という式になってます。 一体どういうことなのでしょうか
>>508 単に運動方程式をそのまま見るか積分して見るかの違い。
何を変だと感じているのかいまいちわからない
>>509 中心であるAが動くのだからBは円運動ではないし、張力も移動方向と垂直とは限らなくなる
512 :
508 :2011/02/18(金) 16:15:47 ID:fHwctuus
数学的な微分したものを積分したら元と同じになるのか、というのが混じってた
みたいだ。しかしそれなら速度と加速度の時点で疑問に思うべきだな
>>510 t1−t2を両辺にかけるのは書き換えると、と書いてあるんだけど
これ積分してることになるの?
微小区間Δtでの積分は被積分関数にΔtをかけて近似される
>>512 Fが一定の場合、
m(dv/dt)=F
の両辺をtで積分(範囲はt1〜t2)すれば
m(v2-v1)=F(t2-t1)
515 :
508 :2011/02/18(金) 16:38:48 ID:fHwctuus
>>513 ありがとう
>>514 違和感の部分がわかった。加速度を微分で求めるときは「時間が一定の場合」
と言わないからだ。まあ普通言う必要がないのか。
わたしゃ「撃力」と言う概念がいまだに分かったような、分からないような感じ。
真剣に物理学者を目指そうと思っている 高校生なんですが。 学ぶ事は自分のやりたい分野に 絞るべきでしょうか?
>>509 >でも、Bは円運動をしていて、張力と移動方向は垂直なので、張力による仕事は0
>だから、Bに加えられる仕事(エネルギー)は重力の分だけ→W1とする
>また、Aに加えられる仕事は張力のレール方向の力と移動距離の積(位置によって力が変わるので積分)→W2とする
Aが動いているせいで、Bの軌道とそれに働く張力は直交しない。
だから張力はBに仕事をするんだけど、それがちょうどAに張力がする仕事と反対符号で打ち消しあう。
実際、もし本当に張力がBに仕事をしないなら、Bに仕事をするのは重力だけだから(Bの運動エネルギー)+(Bの位置エネルギー)が保存するはずだけど、
これは実際保存しない。保存するのはあくまで系全体の運動エネルギー。
一般的に、二体間に力が働くとき、互いの間でなされた仕事の合計(エネルギーのやり取り)は、どの観測者から見ても変わらない、ということが言える。
(別の慣性系にうつると個々の物体にかかる仕事量は変わるけど、作用・反作用の法則より二つの物体の間でなされる仕事量を合計すると元と同じになる)
今回は、Aと一緒に動く立場から見たら張力はAにもBにも仕事をしていないから、
外の静止系から見たら張力がAとBにする仕事がちょうど打ち消しあうことになる。
またたとえば二物体の間に摩擦が働いてるときなんかも、これを使えば摩擦によるエネルギーの散逸を、相対変位から求めることができる。
519 :
ご冗談でしょう?名無しさん :2011/02/18(金) 18:21:49 ID:owx56bgS
慣性と引力がつり合っているから月が地球に落ちて来ない。 で、その月の慣性力の発生原因はなんですか?
物体の慣性に因る
521 :
509 :2011/02/18(金) 19:10:16 ID:???
目校筋物理膣悶スレ part69
質問なのですが、4つほどありまして、
1.熱効率のQは吸収した熱のみで、排出した熱は加えませんよね?
http://uploader.sakura.ne.jp/src/up28029.bmp 2.上の図で、この状態で静止しているならTとVは必ず同じ圧力になりますよね?
ついでに、Tだけ外の気温より高いです。(ヒーターにより)
3.同じ図で、TとUの間のコックを外し気体を混合すると、自由膨張により、
元のTの温度と変わらない混合気体ができるようなのですが、これがどうもイメージしにくいのですが、
なぜ体積増えてるのに温度変わらないのでしょう?式では分かりますが…
4.下の図で、シリンダー内の理想気体は、n[mol]で、液体の密度はρ[km/m^3],外気圧はP[0][Pa]
気体定数R重力加速度gなのですが、P=P[0]+(d+h)ρgらしいのですが、これはどうやって導出されるのでしょう??
>>519 慣性力(遠心力)が働くのは回転系で見てるから。
526 :
523 :2011/02/18(金) 22:52:38 ID:???
>>523 >>526 1.熱効率の分母についてなら、与えた熱量でOK。
2.図の状態で静止してるならピストンが固着してるって事だから、I・IIIの圧力は別に等しくなくてもよいだろ。
3.IとIIの間のピストンにコックが有るとして、開いたらトムソン・ジュール効果で温度は下がると思うが。
4.dが定義されてないよ。
もしdが気体頂部の液面からの深さの事なら、その式のとおりだが、図ではピストンと底面をつなぐバネが描かれている。
バネがピストンに力を及ぼしているならその式のとおりにはならない。
式自体は単純にピストンの位置の水圧を表しているに過ぎない。
総じて 設問か君のレスに抜けている点が多々有り、適切な問題になっていないと思う。
>>527 の3.で トムソン・ジュール効果を持ち出したのはちょっと不親切だったかなと反省、
おそらくこの問題も理想気体として扱うと設定してあるんだろうし。
温度が変化しない事のイメージとしては、
箱が仕切りで2つに分けられていて、片方に気体分子のモデルとしてビー球が入っており走り回っている(他方は空)の状態から、
いきなり仕切りをなくすと、ビー玉は箱全体に広がって走りまわるようになるが、ビー玉の速さ自体は変わらない(温度は変わらない)、
そういうイメージ。
断熱過程で、外に仕事をせず、内部エネルギーが温度だけで決まる理想気体ならそうなる。
529 :
523 :2011/02/19(土) 01:07:38 ID:???
>>527 2についてですが、ピストンは自由に動くとします。
そして力のつりあいより静止しているとします。
なら、等しくなりますかね?
3について、「自由膨張」だと答えには書いてあり、
まず、なぜ自由膨張になるのか?あと、
自由膨張なら温度は下がらず体積が増えるようなのですが、
これがなぜだかイメージできません。
4について、dは気体頂部の液面からの深さです。
バネは自然長だとします。なぜそうなるのでしょう??
>>529 2.その図でピストンが自由に動くんなら、両ピストンともシリンダ径の変わる部分でひっついて、やはり動かなくなるだろ。
3.
>>528 参照
4.ピストンが動かないということは、そこでの水圧とガスの圧力が釣り合ってるという事。
>>530 そして、2は、圧力は両方とも同じになりますよね??
4について、円柱の底の部分でのつりあいですよね。
でも、この部分だけを見ると、水圧と気圧が↓向きにかかっていて、
で、かつ、気体の圧力も↓向きにかかっているように見えるのですが・・
>>531 2.問題文には等しくなるような条件は書いてないし、普通等しくはならないだろうね。
つうか 単純に君の図のIIの領域が真空となっているのが間違いだと思うが。
4.静水圧というのは等方的に働く、でないと勝手に流れが起きてしまう。
>>532 いや、真空とあるのですが、
真空だからこそ、自由膨張になるのでは…??
よくよく考えたら同じではないですね。
TとVの面の面積の逆比?になるんですかね?
そういうわけでもないですか?ピストンをTとVが押し合ってつりあってるから、
そうかと思いまして。
底面に気体の圧力は↓向きにかかりますよね?
気圧と水圧は↑向きにかかるのでしょうか?イメージはできますが、
具体的にどういう理由からなんでしょうか?
また、浮力が体積分の水の密度になる理由も知りたい…
>>533 ・IIの領域が真空でピストンが自由に動くなら、IとIIIの領域のガスは膨張し、両ピストンが引っ付いて終わる。
図のような位置で静止する事は無い。
・静水圧が等方的とは、どの方向にも同じように力が働くということ。
上に壁があれば上向きに、下に床があれば下向きに(同じ深さなら)同じ圧力が働く。
理由は既に書いた様に、方向により圧力に違いがあれば流体は力を受け自由に動くから流れが起こる、
そのような流れが無い静まった状態では、圧力は等方的になっている。(静水圧)
・浮力について、たとえば立方体を上面を水面と平行に沈めた場合を考える。
側面に働く力が釣り合うのは分かると思う、上面と下面にかかる圧力の差が浮力だ。
実際に計算すればρVgとなる事が判るだろう。
535 :
ご冗談でしょう?名無しさん :2011/02/19(土) 14:38:07 ID:+Mo1H5pa
運動量保存の話なんだけど、衝突する2物体の衝突前、衝突後の速度ベクトルと 作用反作用から運動量保存を言うとして。 ベクトルの図を見てて思うんだけどそれぞれの速度ベクトルと質量がわかってれば、 衝突後の速度ベクトルは決定というか予想できないの?現実的な大きさとか弾性とか を考えなければ、要素が限られてるから単純に組み合わせ的にも決定されそうなもん だけど、、
>>535 保存するのは2物体の全運動量だから衝突後の全運動量しかわからない。
537 :
ご冗談でしょう?名無しさん :2011/02/19(土) 15:01:42 ID:+Mo1H5pa
>>536 でもベクトル的には向きと大きさがわかってるわけじゃん?要素が限られてるんだから
一意に決定しそうなもんだが、、そうなのか。
> 現実的な大きさとか弾性とか > を考えなければ その、物体の大きさ(形に対する衝突角)や反発係数で衝突が全く変わるから不可
>>537 意味がよく分からない。
例えば全運動量が0なら1+(-1)かもしれないし(10)+(-10)かもしれないじゃん
>>535 2物体なら計算してみればわかるけど任意で求められる
まぁ形状やら衝突面もわかってなくてはならないが
3物体とかなると理論的には求められるのかどうかは知らない
>>535 運動量保存とエネルギー保存(完全弾性衝突)の両方を仮定すれば一意に決定されるよ。
ただし、形や大きさを考慮しなくて良い重心系での衝突の場合ですが。
運動量保存だけだと、接して静止していた二つの物体が突如、反対向きに同運度量で飛び出したとしても成り立ってしまう。
あ、もちろん完全弾性衝突では無いが、代わりに反発係数(はね返り係数)が分かってる場合も計算できる(一意に決まる)けどね。
543 :
537 :2011/02/19(土) 16:30:48 ID:+Mo1H5pa
レスが一意じゃなくないかw
あまり意義のない仮定をしてるようだというのはわかった。
>>541 最後のは運動量保存だけだと、運動量は消滅しないという意味で保存されるけど
生成(突如)されるという意味で保存じゃなくなるというか、そういうこと?
運動量と運動エネルギーの違いもまだわかってないもんで、、。
剛体球同士の衝突で弾性衝突や摩擦0の時でも、 衝突時の進行軸のずれ(?)によって衝突後の速度ベクトルの方向が変わる たとえば衝突前の速度ベクトルが同方向逆向きでも、軸が一致するなら方向は変わらないけど、 ずれていたら方向が衝突前の方向からずれる
545 :
541 :2011/02/19(土) 16:42:53 ID:???
>>543 いやいや、「運動量保存即」と言うのはこの宇宙で全ての運動は「運動量が対称」と言う意味で常にバランスが取れてますよと言う事なんだよ。
原因はもちろん、作用反作用の法則。
バランスさえ取れていれば良いので、トータルのエネルギーには任意性があると言うわけ。
で、そっちの任意性を縛るのがエネル
ギー保存の法則。
運動エネルギーが全部は運動エネルギーとして保存されない場合にはどの程度残って、どの程度熱などで散逸するのかを表すパラメーターが反発係数。
だから、その仮定は意味無くなんか無い。
546 :
541 :2011/02/19(土) 16:48:31 ID:???
>>544 その話を高校物理の範囲でしたってしょうが無いでしょう?
ほとんど全ての例題、問題が重心系の衝突なのに。
>>543 >運動量は消滅しないという意味で保存されるけど
>生成(突如)されるという意味で保存じゃなくなるというか、そういうこと?
運動量保存則が成り立っているのなら「保存じゃなくなる」なんて、
いかなる場合であっても絶対にあり得ないでしょ。もとの前提条件が壊れてしまう。
「消滅しないという意味」「生成(突如)されるという意味」というのは全く意味不明だ。
>要素が限られてるから単純に組み合わせ的にも決定されそうなもんだけど、、
>あまり意義のない仮定をしてるようだというのはわかった。
あなたは運動量保存以外にも、何か別の条件を加えているでしょ。でもそれがどういうものかを
レスに書いていない。だから話が食い違うんだ。運動量保存則だけでは物体の運動を
一意的に記述することはできない。でも他の条件(エネルギー保存とか跳ね返り係数の決定とか)
をそこに加えれば、運動を一意的に記述することができる場合もある。
548 :
541 :2011/02/19(土) 16:55:35 ID:???
と言うか「運動量」はベクトル量で「運動エネルギー」はスカラー量だと言う事を分かってないっぽい。
549 :
537 :2011/02/19(土) 16:56:51 ID:+Mo1H5pa
ふむ、、わかったようなわからないような気がする。 運動量は何かしら=で結ばれていますよと。だから両辺に何かけても 何足しても対称は崩れないけど、それはエネルギー保存で一意ですよと。 生成とか消滅しないという感覚の保存と、=という保存の感覚がなんか 混じりあって違和感があるのかもしれない。色々とレスthx
>>546 重心系の話でできる条件もあるだろう
たとえば同質量の球が同じ速さで、逆向きに衝突する場合
この場合適切に問題設定すれば楽に解けるだろう
もともと衝突前の速度、質量だけでは決まらないという話だろう
551 :
541 :2011/02/19(土) 16:59:56 ID:???
だから、まず「運動量はベクトル」だと言う事を理解してください。 そうすれば「今まで有ったものが両方を足すと消える」事もあるのが分かるから。
552 :
541 :2011/02/19(土) 17:21:23 ID:???
「運動量」はベクトル、「力」もベクトルです。 したがって、一次元で考えても「運動量」や「力」にはプラスかマイナスかの方向と言うものがあります。 ところが「運動エネルギー」はスカラー量なので「方向」が無い、よって常にその値はプラスです。
そもそも運動量と運動エネルギーは別概念なので、別々に理解すべき。 「運動量が対称」ってのは意味不明。運動量保存は空間の対称性から 言えることだけどそんなことは高校生は知らない方がいい。 運動量保存は系が内力のみ、つまり孤立系で外場が無ければ成り立つ。 運動量保存の意味は系の全運動量が時間が経っても不変であるという意味。
>>552 スカラー量は正の値も負の値も取りうるよ?
通常の質点の運動エネルギーの式(1/2)mv^2だと正の値しか取りえない,というだけ.
スカラーとベクトルの違いは|a+b|=|a|+|b|が常に成り立つかどうかじゃない?
>>553 運動量保存と言うのは生起する運動量の対称性の事なんだよ。
空間の対称性から来てるなんて難しい事を考えなくても、ちょっと考えれば誰でもすぐ分かるはず。
電圧Vの電池に電気容量Cのコンデンサーをつなぐとコンデンサーに電気量Q(=CV)がたまりますよね。 このとき電池を外すとコンデンサーにはQの電気量がたまったままなのはわかるのですが このコンデンサーの極板間の電位差はどうなりますか?
>>554 > スカラー量は正の値も負の値も取りうる
では、
> スカラーとベクトルの違いは|a+b|=|a|+|b|が常に成り立つ
のはどっち?
電位差もそのまま。 回路を切れば電流は流れないから。 電池も(電圧が発生する原理はちょっと違うけど)コンデンサーみたいなもの。
>>557 後半は忘れてください。勘違いしました。
>>555 対称性という単語を勘違いしているようだね。
空間の対称性が運動量保存則を導いている。
高校物理では説明が難しいので、大学に進学したら勉強してください。
>>561 いや、あなたが腹に落ちて無いんだと私は思うな。
そんな事は知ってるよ。
ネタにもならんね
まだいまいち納得できないんですが、 水中のある物体を入れたら、 その物体の底面には、水面からその深さまでの水の重さと、気圧を足した分が、 上向きに働くのはなぜ?
床(釣り合いの位置)に立っていると、床にはその上にあるものの分だけの重さがかかっている。そして床はそれに等しい力で押し返している。
完全に水平なプールの底に,直方体の一つの面を接した状態にしたら 直方体には浮力は働く?
>>569 接した面に水が入らず完全に密着してるなら、働かない。
電池と抵抗とコンデンサーを直列につないで、コンデンサーに流れる電流と時間の関係を グラフで表わそうとすると、放物線のグラフになるそうですが何故なのでしょうか?
>>573 放物線のグラフにはなりません。
指数関数になります。
>>573 放物線のグラフじゃなくて指数関数だね。
何故って言われても解いたらそうなるとしか
576 :
ご冗談でしょう?名無しさん :2011/02/20(日) 10:25:52.22 ID:cmhsn27D
スイッチ・オンの時には単純に抵抗だけのオームの法則。 コンデンサーに充電完了で電流遮断。流れる電流は0。 どうして指数関数になるの?
充電の時の話? 電池とコンデンサーの電位差に比例して電流が流れるから。 残った量(充電の場合はコンデンサーの空き容量)に比例して、増えたり減ったりするものは指数関数になります。 つまり指数関数で増減します。
578 :
ご冗談でしょう?名無しさん :2011/02/20(日) 10:41:59.90 ID:cmhsn27D
えっとう、電池からの電流は直流なんだけど・・・
579 :
ご冗談でしょう?名無しさん :2011/02/20(日) 10:47:54.59 ID:KuzAno8P
指数関数にはならない。 566の言う通り、スイッチON直後は、オームの法則 その後、コンデンサーが充電完了し、電流0
放電の場合の方が考えやすいと思うのだが、その場合コンデンサーに残ってる電荷量に比例した電流が流れ、
その電流に比例して時間あたりに電荷が減って行くので指数関数的減少になります。
つまり残ってる電荷量が半分になれば流れる電流(電荷量の微分=曲線の傾き)も半分になる。
そう言うのが指数関数的減少の曲線。
>>578 もちろん直流です。方向は変わりません。
581 :
573 :2011/02/20(日) 10:55:44.40 ID:???
なるほど、なんだか難しいですね ありがとうございました
>>579 抵抗を介さずにコンデンサーを充電すると言う仮定?
それなら一瞬で充電完了してしまうが、普通は(現実には)電池が持たないな。
抵抗を介してコンデンサーと電池をつなげば指数関数減少グラフを上下逆にした曲線で充電されるよ。
583 :
ご冗談でしょう?名無しさん :2011/02/20(日) 11:00:23.59 ID:cmhsn27D
>普通は(現実には)電池が持たないな コンデンサに直接つないだ程度で駄目になる電池って見たこと無い。
まあ微分方程式を解けばいいだけの話
>>583 それはコンデンサーの容量やそれの直流等価抵抗にもよるんよ。
586 :
ご冗談でしょう?名無しさん :2011/02/20(日) 11:08:44.57 ID:cmhsn27D
>コンデンサーの容量 まあ、プリウスに積んでるバッテリーも、コンデンサだと言えばコンデンサかも?
あ、
>>582 はちょっと訂正。
コンデンサーの電圧の時間変化を言ってしまった。
抵抗に流れる電流の時間変化なら、指数関数的に減少してる。
(最初にたくさん流れて、だんだん減って止まる)
588 :
ご冗談でしょう?名無しさん :2011/02/20(日) 12:30:57.51 ID:525O+HoR
>>572 他へ
浮力は勿論発生する。
底面から物体にかかる圧力は水面からその底面までの深さの水の重さに等しい。
圧力が重さに等しい……だと…?
質問です。 質量がm,Mの2物体A,Bがそれぞれ地上からみた速度v,Vで運動しているとき、運動エネルギーの和は mv^2/2+MV^2/2 となると思います。 ここで物体Aから見た相対速度を考えると、運動エネルギーは M(V-v)^2/2 となり、始めの結果と異なってしまいます。 つまり、エネルギーは観測者によって異なるということですか? 初歩的な質問かもしれませんが、よろしくお願いします。
うん、異なる。 運動エネルギーってのは観測者次第。
>>588 どのレスに対して何が言いたいのかはっきりしないな。
>>590 2物体で考えなくても、ある物体が静止して見える系ではその物体の運動エネルギーは0。
同じ物体が動いて見える系に移れば運動エネルギーは0ではない。
系によってエネルギーが違うのはむしろ当然
>>591 >>593 ありがとうございます。
内部エネルギーは分子の運動エネルギーの総和といくつかの定数で表せますが、系によって内部エネルギーも変わるという認識でよいでしょうか?
だとすると、温度も系によって微妙に違うということになる気がしますが……。
屁理屈じみていて、すみません。
>>594 内部エネルギーは変わらないよ。
内部エネルギーはその力学系の全運動量が0になる系で観測した時の
エネルギーだから。
>>595 なるほど、きちんと定義されているんですね。ありがとうございました。
597 :
ご冗談でしょう?名無しさん :2011/02/20(日) 15:25:39.91 ID:r/mlZh54
交流で実行値と最大値の違いがわかりません。どんなときに実行値でどんなときに最大値なんですか?
>内部エネルギーはその力学系の全運動量が0になる系で観測した時のエネルギー 100度のお湯はどんな系で観測しても100度だけど?
実行値:単純に積分したものを平均にならした値 最大値:瞬間でもっとも大きな値
601 :
599 :2011/02/20(日) 15:36:07.33 ID:???
間違い。実効値。
>>597 どんな時にって?
例えば家庭用100Vの交流は実効値で測って100Vだよ。
実際のピーク値はプラス、マイナス方向共にその√2倍で141Vまで振れてます。
つまり、ピークtoピークで測ると約282V。
>>569 >>570 これは結構ややこしいところがあって、
浮力の定義によると思う。
A. 物体の全面が流体に接しているときにしか
浮力の概念は適用できないとする
B. 流体以外にも接触している場合にも適用できるように
浮力(および垂直抗力)の意味合いを広くして考える
の2種類の立場がありうる。
A. の立場だとしても、
接触していると浮力は働かなくなる(0になる)という言い方だと少し危険と思う。
働かなくなるというより、浮力という考え方が使えなくなるという方が正しい。
浮力という 圧力の代わりになる概念が使えなくなるので、
その代わりに水からの圧力を直接考えないといけなくなるところが要注意。
高校物理関係なしで言うと、概念的には少しややこしくなるが
実用的には B. の方が便利と思う。
>>604 言わんとすることは分かるけれど
結局
>>569 の場合直方体は沈んだままという認識でいいの?
沈んだままだろ
実際の物体だとわずかな凹凸から水底と物体の間に水が入り込み、 時間が経つと浮力が働いて浮いてきそうだけど理屈の上では底に くっ付いたままでしょう。
吸盤がまさにそれだよな
>>604 浮力は圧力差によるものだからAの考えはまずくない?
「上向きの圧力分をすべて底が垂直抗力として担うなら
浮力とは言えない」だったら分かるけど
並列で繋がっているコンデンサーの間に抵抗やコイルがあっても 電気量保存の式は成り立つんですかね?
>>599 何大嘘ついてんだ?
実効値は平均値じゃないぞ
すいません、よく考えたら見当違いの基地外なこと考えてました この図じゃ電流じゃなくて磁力増やしてますね
ん〜そうねぇ。気持ちは分かった。 電池ってのは単なる“言い方”だからあまり信用するな。 高校で言うところの起電力=電池という、例えみたいなもんだ。 コイルってやつは円電流の集積と考えた方が良いよ。 で、一回理解できたら、あとは巨視的な理解 (つまり電池的な説明)に自分で直して、入試問題は 乗り切りなさいと。工学系でずっといくなら それで一生問題ないし。
どっかで見たことある画像だと思ったら数十レス前に同じのがあった
>>615 上のふたって、内側の筒のSと書いてある面か?
固定されてるんだろたぶん
問題文に書いてない?
なんか 問題文を明らかにしないまま頓珍漢な質問を繰り返してるように見える。
>>617 S[0]と書いてある蓋です。
これは水中に浮いてます。ピストンのように、液体の体積が増減すれば上下します。
気体の体積が増えると、ピストンが上にいき、
ばねが伸びちゃうので、蓋にオモリを置いてばねを自然長に戻すようです。
そして、ちょうど、ばねが自然長になった時、上蓋とピストンの上蓋の間の距離が、
元の距離と同じになるのですが、これはなぜ??
>>619 君が書いてあるとおりのオペレーションを行って、バネが自然長とシリンダ上面の水深が以前と同じという2条件を満たす事は出来ないと思う。
バネが自然長であるという事は、シリンダ・ガス・ピストンが総体として中性浮力を保っているという事だが、その事自体は錘の重さの調整で可能だ。
その時のガスの圧力はピストン位置の水深の水圧で、バネが元と同じ自然長なので圧力も同じになる、
しかし熱を加えてガスを膨張させているので、シリンダは当然以前より上に上がり、上面の水深は以前より浅くなっているはずだ。
>>619 バネが自然長ということは、筒にはたらく重力と浮力が釣り合ってるってこと。
この釣り合いを起こすような気体の体積はただ一つしかなく、
その場合のS面からS[0]面までの距離も当然ただ一つに決まる。
また頓珍漢な事言う人が現れた。
>>619 とりあえず横着せずに問題の設定を書けよ。
そんなんで分かるわけねーだろ
電流Iは正電荷が通過するときの話ですよね? なぜ負電荷である自由電子の通過する電荷の大きさがensvtであらわされるからといって I=ensvが成立するのでしょうか
626 :
ご冗談でしょう?名無しさん :2011/02/21(月) 20:20:30.78 ID:xg0r/sTx
電流は、1秒間に流すことのできる電気量 つまり、t秒間にensvtの電気量を流したということは、 1秒間のensvの電気量を流したということ
>>625 電荷だと電子の場合は負になるのでマイナスをつけないといけないけど
電荷の「大きさ」は正なので、マイナスは付けずにそのままでよい。
>>625 その式が何を表してるか知らないが、
正電荷を流すのと負電荷を逆方向に流すのは電流としては同じ。
電荷と速度の符号が逆になるので。
>>625 「○○なのはなぜ?」は○○をまず疑う。
>I=ensv
この式のIとeとnとsとvは正確に何?
自分で詳しく調べた所ある程度納得できました。 高校程度の内容では電流≒自由電子の流れ≒負電荷の流れでいいんですね。 しかし定義上電流の「向き」は+から−に流れていることにしているということですね。 T=Ensvは簡単に言うと電流と電子の速さの関係式です
力学の問題で、問1では摩擦のない物体、問2では摩擦のある同じ質量の物体である時、 例えば斜面上の運動で同じ角度を使った場合、 問2の問題で問1の結果は使えるのでしょうか?
使えない
どう使うのかは知らないけど、論理的に正しければ問題無いだろ。 オレなら問1を摩擦の有る状態で出して、摩擦=0にして問1終わり。 問2は問1より、で答え出して終了。
摩擦がある場合は、力学的エネルギーを保存しないので、保存則を利用した解法は使えない。
635 :
624 :2011/02/22(火) 02:00:46.27 ID:???
624お願いします
636 :
ご冗談でしょう?名無しさん :2011/02/22(火) 11:46:21.84 ID:tf8Rd7uz
>>633 その解き方は、excellent!!ですね。
637 :
ご冗談でしょう?名無しさん :2011/02/22(火) 19:13:52.72 ID:2jALSnjE
質量Mの上面が粗い板Aが滑らかな水平面上に静かにおいてある 質量mの小物体Bに初速度v(0)を与え板の上を滑らせる 板は十分長くBはAから落ちることはないとする 動摩擦係数をμとする (1)BがAに対して静止するまでにA上を滑った距離L またそれまでに要した時間t(0)を求めよ という問題で解答は相対運動と重心運動に分けてといています 運動方程式が (M+m)a(g)=0 (a(g)は重心加速度) ・・・・@ {Mm/(M+m)}a(r)=-μmg (a(r)=相対可速度:Bの加速度-Aの加速度) ・・・A Aより 0-(1/2){Mm/(M+m)}v(0)^2 =-μmgL よりL=M(v(0)^2)/(2μg(M+m)) 求める時間t(0)について、A式より板から見た小物体の変位x(r)は x(r)=-{(M+m)μg/(2M)}(t^2)+v(0)t ・・・・B であり、0=-{(M+m)μg/(2M)}(t(0))+v(0) ∴t(0)=Mv(0)/{(M+m)gμ} と求めています 質問したいのは何故、0=-{(M+m)μg/(2M)}(t(0))+v(0)が成立するのかということです この式が成立するということは、BがAに対して静止するとき 板の重心と小物体の重心が同じ位置に来ているということですよね? 何故そうなるのでしょうか? よろしくお願いいたします。
638 :
ご冗談でしょう?名無しさん :2011/02/22(火) 19:17:43.89 ID:2jALSnjE
質量m ┌──┐ │B ..│ └──┘ ┏━━━━━━━━━━摩擦あり━━ ┃板A 質量M ┗━━━━━━━━━━━━━━━━ ──────────────── なめらか 図は↑に書かれている図が与えられています
>>637 壮大な誤植だろう。変位からいくなら
L=-{(M+m)μg/(2M)}(t^2)+v(0)t
を解くわけだが、解いてる気配ないし
>0=-{(M+m)μg/(2M)}(t(0))+v(0)
こっから∴t(0)=Mv(0)/{(M+m)gμ}は出てこない
相対速度差が0なんだから
0=-{(M+m)μg/(M)}(t(0))+v(0)
という式が正しい
640 :
ご冗談でしょう?名無しさん :2011/02/22(火) 20:04:50.89 ID:2jALSnjE
>>639 ありがとうございます
大変助かりました 感謝します
641 :
ご冗談でしょう?名無しさん :2011/02/22(火) 21:33:41.00 ID:z1K9pGwd
電磁誘導の際の右ねじの法則の使い方が未だに理解できません 例えば磁束が減少する向きに電線が移動するとき レンツの法則でそれを妨げる向き=磁束が増加する向きに電流が流れるのはわかりますが 右ねじの法則だと電流を軸にした線対称の位置では磁界の向きが逆になりますよね だから結局どちらに流れるのかわからなくなってしまいます 初歩的な質問ですみません
642 :
ご冗談でしょう?名無しさん :2011/02/22(火) 21:35:47.59 ID:z1K9pGwd
>>641 電流を軸にした→電線を軸にしたの間違いです
>>641 電線により作られる円の「中」の磁束が増えるように
644 :
ご冗談でしょう?名無しさん :2011/02/22(火) 22:22:09.28 ID:z1K9pGwd
645 :
624 :2011/02/23(水) 00:27:02.79 ID:???
624お願いします
>>624 液体の体積とシリンダー内の気体の重さは温度によらず一定。
このため、温度を加える前と、温度を加えてピストンにおもりを乗せた後の
両方でばねが自然長になっているのであれば、シリンダーにかかる浮力も
前後で等しいことになる。シリンダーにかかる浮力が変わっていないので
あれば、シリンダーの体積も変わっていないことになるので、シリンダーの
位置も変わらない。
という回答を考えたのですが、自信はありません。
647 :
624 :2011/02/23(水) 03:00:45.58 ID:M/FEUWgd
>>646 というか、つまりこれは、定圧変化しているということでしょうか…?
いや、定圧変化ではないな
位置関係の理屈は
>>621 や
>>646 でよさそうだが
実際に実験したらそうなるのだろうか?
この初期状態って絶妙なバランスで成り立っていて
ひとたび体積が増えるとそのまま水面まで上がって行きそうな気がする
>>647 温度を加える→体積が増えて浮力が増す→ばねが伸びる→おもりを乗せる
→体積と浮力が減って圧力が増す→ばねが元の長さに戻る
ばねが自然長なので、ばねに力はかかっていないはずです。つまり、初期状態で、
シリンダーは浮力と引力が釣り合い、水中に浮いています。おもりを乗せて体積が
変化した後も同じ状態です。シリンダーを押しているのは水圧だけです。
と、考えたのですが、間違っていたらごめんなさい。
650 :
648 :2011/02/23(水) 03:39:34.91 ID:???
バネがついてるからそれはないか ちょっと考え直す
自信ないけど、 1).最初と最後で体積が変わらないから浮力も変わらない。 2).バネは自然長にあるのでばねの力はゼロ。 3).温度は変わっているので圧力は変化している。Δp=(nR/V)ΔT 4).シリンダーの重量は変化している。M→M+W 5).浮力とシリンダーの重量の関係。 6).シリンダーの重量変化に対応する変化量は唯一気体の圧力変化のみ。
>>624 シリンダーの質量をM、シリンダー内の気圧をPとする。
シリンダーのつりあいの式は
S(ρdg+P[0]+W/S[0])+Mg-PS=0
ピストンのつりあいの式は
S(ρ(d+h)g+P[0]+W/S[0])-PS=0
2式よりh=M/(Sρ)
となりP、Wによらない。バネが自然長のままという条件から
d+hも不変。したがってdも不変。
653 :
ご冗談でしょう?名無しさん :2011/02/23(水) 15:36:06.75 ID:Ws1uApYL
軽い質量mの物体、重い質量Mの物体があるとしまして、 これらがそれぞれ速度v、Vで運動しているとします。 このとき、運動エネルギーはそれぞれ1/2・mv^2、1/2・mV^2となりますが、 例えば質量Mの物体が静止していて、質量mの物体がv+Vで運動しているとも見れますよね? そうすると、1/2・m(v+V)^2となって上の式の合計と一致しないのはなぜでしょうか? よろしくお願い致します。
地面か何かに対してmの持つ運動エネルギーが(1/2)mv²で Mに対してmが持つ運動エネルギーが(1/2)m(v+V)²だというだけ 観測者が違えばエネルギーも違って見える
>>654 なるほどありがとうございます
ということは、mがMに速度vで衝突しても、Mがmに速度vで衝突しても
結果は同じということでしょうか?
このへんが直感と反しているので悩んでいます
観測する立場を適切に変えれば同じに出来る。 mが静止していたMに衝突したと言う現象もmの方が静止してると見る観測系に乗り換えればMが逆向きにぶつかって来た事になる。 その時、分配される運動エネルギーは観測する立場ごとに異なるけど その後、二つがどんな速度で離れて行くのかの結果だけは同じってわけ。 具体的に計算してみれば分かるよ。
>>656 完全弾性衝突として、静止するMに対し、mが速度vで衝突する時は
衝突後の速度をそれぞれv_2、V_2とすると
mv = mv_2 + MV_2
v = -(v_2-V_2)
これを連立して解くと
v_2 = -(M-m)/(M+m) v
V_2 = 2m/(M+m) v
また、静止するmに対し、Mが速度vで衝突する時は
衝突後の速度をそれぞれu_2、U_2とすると
Mv = -mu_2 - MU_2
v = -(u_2 - U_2)
これを連立して解くと
u_2 = -2M/(M+m) v
U_2 = -(M-m)/(M+m) v
u_2 + v = v_2
U_2 + v = V_2
になっているので、確かに同じだと証明できました
不思議ですね・・・よくできてるというか。
圧力P、体積Vのnモルの単原子気体を断熱的に微小変化させたら体積はV+儼となった(V>>|儼|)。 気体がした仕事はいくらか。(エッセンス24番) この問題で思ったんですが、 断熱変化では第一法則より儷=W 単原子気体だから儷=3nR儺/2=3P儼/2 でも気体がした仕事W=P儼≠儷 どこが間違っているんでしょうか?
明日というか今日進級をかけたテストなので至急回答お願いします 周期と振動数と波の速さを求める公式を教えていただけませんか?
>>658 >単原子気体だから儷=3nR儺/2=3P儼/2
ここの2つめの=はなぜ言える?
>>659 その三つでは関係式作れない、何か誤解してる。
ちなみに周期=1/振動数
>>660 なるほど
理想気体P儼=nR儺
問題は単原子気体だから≠ですね
しかし、答えはW=P儼なんですが、これはW=P儼=n儺という理想気体のときに成り立つ式だから使えないのでは?
この問題は温度変化儺と圧力変化儕も聞いているんですが、関係あるんでしょうか?
ごめんなさい 解答の最後のほうに書いてありましたが、どうやら近似するらしいです もう少し考えてみます ありがとうございました
664 :
質問者 :2011/02/24(木) 03:44:18.02 ID:fAA7JZFn
>>652 バネが自然長のままという条件から
d+hも不変。
はなぜ?
>>664 d+hって容器の蓋からピストンまでの距離でしょ?
バネは容器の底に取り付けられてるから
オモリを乗せる前後で自然長のままだったら
d+hも変わらないということ。
不変っていうのはオモリを乗せる前後でっていう意味ね。
666 :
質問者 :2011/02/25(金) 00:36:51.22 ID:rXIi8zrG
>>666 質問のどこにも液体の体積が増えるという条件は無い。
>>666 問題文
>>624 に「液体の密度はρ」とあるし他に特に情報がないので
液体の密度はρのまま変わらないととるのが普通だな。
仮に、液体の体積/密度に温度依存性があったら結果は変わるのかな。
問題ではシリンダ内のガスにヒーターで熱を加えると有った。 特にことわりが無いのでシリンダーは断熱として扱うだろうし、 液体の温度変化は(この問題文では)考慮外だろう。
>>624 >液体と気体の温度をともに上昇させ、質量Wのおもりをのせるとシリンダーは静止し、ばねは自然長にもどった。
って書いてあったからてっきり液体の入った容器ごと加熱するのかと思ったけど違うのかな。
まあ、容器自体は開放してあるから液体の温度は考慮しない方が現実的か。
別に液体も一緒に加熱してもいいんじゃね ふつうは液体の膨張なんて考えないんだから
>>671 スマン最初の質問文
>>615 では
>気体だけを暖めて体積を増やし、
>液体の入った上のふたに、おもりを乗せると、
と書いてあったのでそのつもりで答えた。
つうか質問者が条件を後出しし、さらにそれに矛盾があったりするからワケワカメになってしまう。
2つの質量mの小球をバネでつないで(バネ定数k、自然長L) 片方を壁につけた状態でl縮めて放つと、やがで壁を離れ、バネの中点から見て単振動をはじめながら移動した 球が壁を離れた直後のバネの中点の速度を求めよ。 という問題なのですが、力学的エネルギーで1kl^2/2 = 2mv^2/2 とすると、答えはv=(l√k/m)/2なので間違っているのですがなぜでしょうか?
>>674 >力学的エネルギーで1kl^2/2 = 2mv^2/2
この式が意味不明
>>674 バネが自然長になった瞬間に壁から離れる。
このときの壁と反対側にある小球の速度 v は、k*l^2 / 2 = m*v^2 / 2 より、
v = l*√(k/m) であり、このとき、壁側の小球の速度はゼロなので、
バネの中点の速度は v/2 。
ってのは、ダメ?
>>675 系の重心速度vで質量2mだと思ったのですがどう間違っているのでしょうか?
ああ、l は最初に縮めた長さか。みえてなかった 左辺は、初期のエネルギーね 右辺が何だかわからん。おそらく何か勘違いしてる 壁から離れる瞬間のエネルギーならmv^2/2で、求めたい速さはこの v の半分 壁から離れた後のエネルギーのつもりなら、振動のエネルギーを忘れている
>>676 なるほど!そう考えると簡単ですね!ありがとうございます!
しかしなぜ系の重心速度vで質量2mだと思ってエネルギー保存則を立てたのですが間違っているのでしょうか?離れる瞬間バネは自然長なので、弾性エネルギーもくこれだ!と思ったのですが
並進している系から観て振動を表現できていないからじゃないの?
>>679 >しかしなぜ系の重心速度vで質量2mだと思ってエネルギー保存則を立てたのですが間違っているのでしょうか?
間違っている。ここでは、同じ質量の2物体をバネで繋いで、バネを伸ばした状態で固定し、
そっと2物体から同時に手を離した場合を考えてみよう。
2物体はそれぞれ単振動するし、最初にバネを縮めたエネルギーがあるのだから、
この系はもちろん力学的エネルギーを持っている。でも、あなたの考えでは式の右辺は「ゼロ」になるでしょ?
多数の物体の持つエネルギーの総和は、系の重心に質量が集中したと仮定した場合の1個の物体のエネルギーと同じにはならない。
だいいちこの方法では、バネに蓄えられた力学的エネルギーが表せないでしょ。
「多数の物体の持つ運動量の総和は、系の重心に質量が集中したと仮定した場合の1個の物体の運動量」と同じと見なせるけど、
エネルギーに関してこんな式を立ててはいけない。
>>679 2体系の運動エネルギーは、重心運動のエネルギーと相対運動のエネルギーの和で書ける
MV^2/2 + μu^2/2
ただしμ=m1m2/(m1+m2) (m1=m2ならμ=m/2)で、uは相対速度。
>>674 なら、右の小球の速度をvとして、壁から離れた瞬間に、重心速度はv/2、相対速度はv。
2m(v/2)^2/2 + (m/2)v^2/2 = mv^2/2 と、正しいエネルギーを与える。
684 :
ご冗談でしょう?名無しさん :2011/02/27(日) 20:04:02.75 ID:QB8khT1X
ちょっと漠然としているかもしれませんが二体問題について少し質問させてくださいで たとえば運動方程式が以下のようになったとします m[1]x[1]"=F ・・・@ m[2]X[2]"=-F ・・・A (m[1]+m[2])X[G]"=0 (X[G]は重心) ・・・B μX[r]"=F (μ:mM/(m+M) X[r]=x[1]-X[2]) ・・・C とすると"@かつA"⇔"BかつC"だからBとCを相手にすればいい っていう重心と相対に分けて考える解法があると思うんですけど BやCの方程式ってのは観測者はどういう座標系で観測しているんでしょうか? Bは地面に固定された普通の座標系で 「遠くからm[1]とm[2]を眺めていると重心の位置に(m[1]+m[2])の質点が加速度X[G]"で運動」 しているように見えるってことだと思うんです ですがCってのは観測者はどこから見てるんでしょうか? 最初はm[2]の物体の上に載ってm[1]を眺めているのかな? と思ったのですが、m[2]は加速度運動していますからその上に観測者がいれば 通常でしたら慣性力も考慮しないといけないはずです。 m[1]x[1]"=F という運動方程式に慣性力mX[2]"を考慮してまとめたものと Cの式が実は同じものなのでしょうか? 具体性が乏しくてわかりにくいかもしれませんが よろしくお願いします
685 :
ゆか :2011/02/27(日) 20:07:17.09 ID:XicDGVTY
物理がわかりません レポートなんですが お願いします 『斜面を転がる物体の加速度』 実験1 ビー玉をレール(一メートル)の最上端にセットし 、勢いをつけないように(初速 度0m/s)静かに手を話す。 ペン先をストッパーとして使うといい。 レールの下端(一メートル)までビー玉が 移動したときの時間を計測する。 この実験1は四回繰り返し行い、平均をとる。平均は 2.13(s)です 問題 これより公式を使って加速度(m/s^2)の値を求める。 また下向きを正として この等加速度運動のv-tグラフを作る。 グラフもどのように書けばよいか教えてください 2 レールの下端から10センチの位置にビー玉をセットし、そこからレールの上端 に向かって勢いを付けて(初速度をv0とする)ビー玉を指ではじく。 ビー玉が あ る高さまで上がり向きを変え、再びもとの位置まで戻ってくるまでの時間を計測 する。 計測は一度だけ行う。 結果は 3.76(s)でした これより 公式を使って初速度v0(m/s)の値を求める。加速度aの大きさは実験1で 求めたものとする。 今度は上向きを正として この等加速度運動の v-tグラフを 作る 3 これらのv-t グラフの面積が ビー玉の変位になっていることを確かめる。 グ ラフもお願いします
>m[1]x[1]"=F >という運動方程式に慣性力mX[2]"を考慮してまとめたもの ちょっと変な言い方になりました・・・ どうやって言っていいのかわかりませんが。。 換算質量とか使わないでm[2]とともに動く座標系で運動方程式を書き 慣性力を考慮したもの と訂正します
>>684 >μX[r]"=F (μ:mM/(m+M) X[r]=x[1]-X[2]) ・・・C
m2に固定された座標系で見てる
"慣性力"は -μX[2]''
688 :
ご冗談でしょう?名無しさん :2011/02/27(日) 20:28:31.46 ID:QB8khT1X
>>687 >m2に固定された座標系で見てる
>"慣性力"は -μX[2]''
すでに慣性力を考慮してる変形だったんですね
ためしに質量Mの長い板の上を質量mの小球がころがっていく例で確認してみましたが
相対の運動方程式と、慣性力を考えて式をまとめた結果もばっちり一致しました
ありがとうごさいました。
>>684 BCの形は別に観測者の座標系が変わったわけではないよ。
@やAが質点の位置ベクトルの時間発展を決定する方程式であるのに
対してBは重心の位置ベクトル、Cは相対位置ベクトルの時間発展を
決定する方程式を表しているというだけ。
観測系は@Aと同じ。
>>685 設問に「公式に当てはめて」と書いてあるのだから、実験結果を公式にそのまま代入すればいいじゃないか。
「公式」は教科書に載っているでしょ?
>また下向きを正として この等加速度運動のv-tグラフを作る。
v-tグラフだから、t=2.13(s)のときのvの値か、もしくはグラフの傾きの値をもとにグラフを書けばいいでしょ。
グラフの傾きの値が先に求めた加速度だということは分かるよね。
もしこれを読んでどうすればいいのか見当がつかないようなら、教科書を1ページ目から読み直すしかない。
等加速度直線運動とはどういう運動なのか、このときのx-tグラフやv-tグラフがどういう形のグラフになるのか、
まずきちんと理解する必要がある。
それから、この設問の注意点は有効数字の桁数をどう扱うかということだと思うんだけど、
レールの長さの有効数字の桁数が1桁だというのは、いくら何でも乱暴すぎないか?
この実験系で一体どうやったら1/100秒まで時間を求められるのか知りたい。
電磁気問題です 半径a、電荷eの小帯電体粒子が光速度にくらべて小さい速度で運動しているとき それの作る磁場のエネルギーは速度の二乗に比例し、その運動エネルギーは W=(1/2){m+[μ/(4π)][(2e^2)/(3a)]}v^2 であることを示せ。右辺の括弧の中の第2項を電磁質量という。 方針だけでもお願いします。砂川さんの本で解答がないので手がつきません。
692 :
691 :2011/03/01(火) 01:11:49.08 ID:???
電荷が運動しているときの磁場のエネルギーってのが分かってないんだと思います。
>>691 それって、良く分からんが高校物理の範囲内なの?
>>694 いやー、物凄い進学校はそこまで教えたり、問題に出したりしてるのかとちょっとビビった。
696 :
691 :2011/03/01(火) 01:30:47.85 ID:???
すいません大学生です。ここだったら教えてもらえそうな気がしたのでお願いします。
いや、電磁気学スレの方が良いんじゃ? あるいはせめて、「ちょっとした物理の質問」スレか。
698 :
691 :2011/03/01(火) 01:34:31.95 ID:???
はい、りょうかいです
699 :
ご冗談でしょう?名無しさん :2011/03/03(木) 18:30:30.06 ID:YxFtyKhG
てす
あらい水平面上で、ばね定数200N/mのばねの一端に質量5.0kgの物体を取り付けて他端を固定し、 ばねの長さから50cm引き伸ばした位置から手を放したところ、物体は数回振動して静止した。 ┃自然の長さ↓50cm↓ ┃〜〜〜〜〜〜〜〜○ ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^ (1)最初に自然の長さの位置に来たときの物体の速さは何m/sか。 (2)また、静止するまでに発生した摩擦熱は何Jか。 (2)は弾性エネルギーがすべて熱エネルギーになるから 1/2×200×0.5^2で25Jってことは分かるんです… (1)で摩擦で減少する運動エネルギーをどう計算したらいいかわからないんですが誰か協力してください…
701 :
ご冗談でしょう?名無しさん :2011/03/03(木) 23:25:38.53 ID:SW3DRTQH
気柱の共鳴について、レポートの宿題が出ました。 考察ってどんなことを書けばいいのでしょうか。 物理が苦手なので困っています。ヒントをいただけないでしょうか。
702 :
ご冗談でしょう?名無しさん :2011/03/03(木) 23:26:57.96 ID:SW3DRTQH
気柱の共鳴について、レポートの宿題が出ました。 考察ってどんなことを書けばいいのでしょうか。 物理が苦手なので困っています。ヒントをいただけないでしょうか。
教科書に書いてあることの要点を掴んで自分の言葉でまとめればいいんじゃない どんなときにどんな現象がおきて,そこから何が分かって何が言えるのか,とかそんなこと
704 :
ご冗談でしょう?名無しさん :2011/03/03(木) 23:33:42.32 ID:SW3DRTQH
ありがとうございます。 自分なりにまとめてみます。
>>700 初めて自然長に戻るまでに摩擦で失うエネルギーを引けばいい
というか動摩擦係数とか与えられてるんじゃないの?条件が足りないよ
>>700 一回目にばねがもっとも縮んだとき、x[m]縮んだとすると
(1/2)k(0.05)^2=mgμ(x+0.05)+(1/2)k(x)^2
二次方程式だよ〜
>(2)は弾性エネルギーがすべて熱エネルギーになるから
本当かなあ?w
止まるのは必ず自然長の位置?
>>705 書くの抜けてましたすいません…
動摩擦係数が0.60、重力加速度g=10m/s^って書いてあります
>>706 さんの式に当てはめてみると
(1/2)200(0.5)^2=5・10・0.6(x+0.5)+(1/2)200x^2ですかね?
ちょっと計算してみます
708 :
706 :2011/03/03(木) 23:46:26.80 ID:???
ごめ、意味不明なこと書いてたw
>>700 明らかに条件が足りない
このままでは(1)も(2)も解けない
大学入試問題リアルタイム回答スレは何処ですか?
712 :
706 :2011/03/03(木) 23:48:37.27 ID:???
自然長の位置のとき速さv (1/2)k(0.05)^2=mgμ(0.05)+(1/2)m(v)^2
>>710 書いてないです…
ちなみに高2の問題です
>>712 0.05…?
移動した距離なら50cmだから0.5じゃないんですか?
>>712 でやってみたら解けました!ありがとうございました
あーそうそう0.5 ぼけてたわ すまそ
>>713 最大静止摩擦力がわからないと(2)は解けないと思うが…
極端な話、摩擦がでかければ初期位置から動かないこともあるわけで
>>717 >ばねの長さから50cm引き伸ばした位置から手を放したところ、物体は数回振動して静止した。
とあるから、最大静止摩擦力に打ち勝って物体が動いた事が問題に明示されてる。
そしてそれから静止するまで静止摩擦に出番は無い。
つまりこの問題を解くのに別に静止摩擦係数は必要ない。
数回振動してるんだから数回静止してるだろ
>>719 それはそうだスマン。
しかしそこまですると面倒になるので、静止摩擦係数=動摩擦係数とかしてそうだな。
途中で一瞬速度が0になることはあるけどそれは答えには影響しない。 問題は最終的に静止した状態でも静止摩擦があると バネの力が0でない=ばねの弾性エネルギーが0でない可能性があることだね。
静止の条件はv=0かつ k|x|<μ0mg→|x|<μ0mg/k 静止摩擦係数:μ0 だね。
>>721-722 その点は、通常(静止摩擦係数<動摩擦係数な仮定でもしない限り)動摩擦だけの考慮でいいだろ。
物体の速度が0になる点xを求めてみる。 (1). v<0の場合、 F=mx''=-kx+μmg ω^2=k/m x''=-(ω^2)x+μg x(t)=Acos(ωt)+μg/(ω^2) A=[x(0)-μg/(ω^2)] 特に、t=π/ωのとき、 x_2n-2(π/ω)=x_2n-1(0) x_2n-1(0)=-x_2n-2(0)+2μg/(ω^2) (2). v>0の場合、 x''=-(ω^2)x-μg x(t)=Acos(ωt)-μg/(ω^2) A=[x(0)+μg/(ω^2)] 特に、t=π/ωのとき、 x_2n-1(π/ω)=x_2n(0) x_2n(0)=-x_2n-1(0)-2μg/(ω^2) (3). 以上より、 x_2n(0)=x_2n-2(0)-4μg/(ω^2)>0 x_2n+1(0)=x_2n-1(0)+4μg/(ω^2)<0
>>720 真実と嘘の区別が付かないのが、チョウセンヒトモドキ
そういう煽り要らないから。
誤爆? 二連続なんてめづらしいね。
高校数学の質問スレはPart300にも迫ろうとしているのに、なぜ高校物理の質問スレはPart14程度にとど まっているのだろうか? 数学と物理にこれほどの需要の差があるとは思えないのだが。 文系(大学を含む)の質問者も相当数いるからかなあ。
一度番号がリセットされた気がするので実質では14の倍ぐらいいってるというのと、 向こうのほうが古くからあるというのもあるけど、それでも桁が違う速さではあるね。 速けりゃいいってもんでもないが
物理は数学よりも自分で考えて理解する部分が多くて いい解法を他人に教えてもらうだけじゃダメだからなあ 自発的な理解を喚起するために 「丸投げ不可、どこまで考えたか書く」 としているんだけどそれが敷居を高くしているかもしれない 数学の問題は多様な別解があるから(特に良問で) 回答側が盛り上がるというのもあるかもしれない 通し番号を付ける前に何個か単独でスレが立ってたのもあるし (当初はちょっとした質問スレで十分という意見もあって イレギュラーな存在だった)
というかそもそも、数学勉強してる奴と物理勉強してるやつの人口が違うだろ。
文系はまずやらないし 医学部狙いならともかく理系でも物理化学生物どれか1つか2つって人が多いだろうしな 俺も物理生物で二者択一だった
物理は設定の図がネットじゃ書きにくいってのも原因の一つにあると思う。 別サイトに図だけうpすればいいって言われそうだがwマンドクセーので尻込み。
734 :
ご冗談でしょう?名無しさん :2011/03/06(日) 13:55:50.80 ID:sPQPd5xx
初歩的な質問で大変恐縮なのですが、よろしくお願いします 速さ12m/sでまっすぐ飛んできた質量0.40kgのボールを打ったら、 方向が90°変わり速さは16m/sになった. ボールに与えられた力積の大きさと方向を答えよ. 力積の大きさはベクトルを直角三角形に直して三平方の定理で出たのですが、 方向の求め方がまるでわかりません。 どうかよろしくお願いします。
I↑=mv'↑-mv↑
736 :
ご冗談でしょう?名無しさん :2011/03/06(日) 14:12:38.33 ID:sPQPd5xx
おそらく私の問題に解答くださったのだとおもいますが、 頭が悪くて申し訳ないです、 もうすこしだけ詳しくお願いします
力積は衝突過程の前状態と終状態の運動量ベクトルの差で書けるよ。ってことでしょ。 衝突後をp'=mv', 衝突前をp=mvと書いている。 あとは、衝突前の運動方向をx軸方向にとって、衝突前後の運動量ベクトルが平面上に載るように座標系を用意すれば終わりのはず。
738 :
ご冗談でしょう?名無しさん :2011/03/06(日) 14:32:05.59 ID:sPQPd5xx
・・・すいません もうすこしだけ、もうすこしだけ簡単に説明お願いします 方向(角度が何°か)の出しかただけでもいいので・・・
角度は三角比の表使わないとでないよ
740 :
ご冗談でしょう?名無しさん :2011/03/06(日) 14:42:50.90 ID:sPQPd5xx
ありがとうございます! 本当にこの問題クズでしたね 計算で出せないものを注意書きなしに問題にするなっていう感じですよ
方向はベクトルで出すもんじゃないの?
742 :
ご冗談でしょう?名無しさん :2011/03/06(日) 15:18:36.15 ID:sPQPd5xx
くわしくおねがいします、一応答えは127°です。
三角比の表なら数学の教科書に載ってると思うが
>>742 最初の書き込み(
>>734 )には「方向」の表記の方法は書いてなかったけど。
問題文には度数表記で解答するように指示があったの?もしそうなら最初に書いてほしいな。
もしそうでないなら、「ボールの最初の向きに対して、(π/2)+arctan(3/4)だけ回転した角度の向き」
とでも書けば、計算する必要なんてないでしょ。
745 :
ご冗談でしょう?名無しさん :2011/03/06(日) 15:48:37.06 ID:sPQPd5xx
>>744 とくに表記方法に関しては書いていませんでした。
この問題集の問題は全体的に欠陥が多いので、そうなのかもしれませんが
「この時の習っているはずの範囲」にはarcはまだ出てきていないので、
度数で表したほうが自然なんだと思います。
三角関数表が付録?のような形でついていました。
だから表を見ればいいじゃん 何か見たくない理由でもあるの?
747 :
ご冗談でしょう?名無しさん :2011/03/06(日) 16:03:21.53 ID:sPQPd5xx
表を使えという指示がなく、
それ以前の問題もすべて簡単に計算で求められるような答えだったのでわかりませんでした。
>>739 を見てから気づきました。
>>746 表を見て、答えも出ました。
皆さんありがとうございました。
748 :
ご冗談でしょう?名無しさん :2011/03/06(日) 20:13:00.54 ID:LjYA48Gi
モーメントの問題だと思うんですが,お願いします。
一様な棒を横向きに置いて,重心Gでない点Aに糸をつけてぶらさげると,当然棒は横向きでなく,鉛直方向を向きますよね?
でもAの辺りを指でつまんで持ち上げれば棒は横向きの状態をキープしたままで持ち上がります。(ただ力は点Aのみに集中してるわけではなく,Aの周辺の面にかかってるんじゃないかと思います)
このときの指が加えた力の向きってどちら方向って解釈すればいいんでしょうか?
上向きの力だけだと考えるとGのまわりのモーメントを考えたとき矛盾する気がするんです。だからA点近くには下向きの力がはたらかないといけないように思うんですが,その力の正体が知りたいです。すみませんがよろしくおねがいします。
http://www.dotup.org/uploda/www.dotup.org1401832.jpg
質量2.0kgの物体が摩擦のある水平な床に置いてある。 この物体に水平と60°上方に一定の力を加え、等速で10m水平に移動させた。 動摩擦係数を0.50として加えた力を求めよ。 よろしくお願いします。 教科書も読み直しましたが解き方がわかりません。
>>748 >でもAの辺りを指でつまんで持ち上げれば棒は横向きの状態をキープしたままで持ち上がります。
棒を持ち上げるのなら、糸はたるんだ状態ですよね。「棒をつまむ」ためには、指が2本以上必要でしょう。
従って力は当然2カ所以上にかかります。一方向の力を棒に1カ所だけにかけても棒が持ち上がることはありません。
実際にやってみればすぐに分かりますよ。
>その力の正体が知りたいです。
あなたが指でつまんで棒に与えた力です。
>>749 物体が「等速」で移動したのですから、物体に加わる合力はゼロです。
力が釣り合っているのですから、水平方向、垂直方向に分けてそれぞれ力の釣り合いの式を立ててみましょう。
>>748 本質的には摩擦力
実際にやってみればわかるけど、A点をつまんで持ち上げたときに物体を水平のまま維持しようとすると、
A点よりもGに近い方を、遠い方よりも大きい力で抑えつけようとしないと回ってしまう
モーメントの矢印は…A点の若干左側位に適度な長さの矢印書いておけばいいんじゃないかな…
>>749 >この物体に水平と60°上方に一定の力を加え、等速で10m水平に移動させた。
この状況が今一つ理解できない。60°というのは0°の基準はどこ?
「60°上方に」 を 「60°上方から」 と都合よく読み変えたけどこんな感じ↓
それぞれの方向からの力をFと置く
等速で物体が運動しているとき、物体に各々の方向から加わっている力は釣り合っているから、
この時、力のつり合い式から鉛直方向について
Fsin60°+mg=N
また、水平方向について、動摩擦力をf(=μN)で置くと、
F+Fcos60°=f
この3式からFを求める。gは与えられてるよね?
>この物体に水平と60°上方に一定の力を加え、 加えた力をFとすると、水平成分はF*cos60°=F/2[N] >質量2.0kgの物体が摩擦のある水平な床に置いてある。動摩擦係数を0.50として 摩擦力f=0.5*2.0*g=9.8[N] >等速で10m水平に移動させた。 加速度は0。つまり、加えた力の水平成分=摩擦力 よってF/2=9.8よりF=19.6[N]
753 :
750 :2011/03/06(日) 21:44:53.62 ID:???
>>752 >摩擦力f=0.5*2.0*g=9.8[N]
それ違うでしょ。摩擦力は、動摩擦係数×垂直抗力だから、そういう値にはならない。
あなたの書いたものは、動摩擦係数×物体に働く重力 だと思うけど。
754 :
749 :2011/03/06(日) 22:17:36.47 ID:???
>>750 >>751 >>752 ありがとうございます。
つりあっている計算を自分がやると
0.5*2.0[kg]=Fcos60°
10[N]=F/2
F=20Nとでたのですが、
答えが10.5Nでした。
間違いのご指摘よろしくおねがいします。
先ず単位系を意識した方が良い。質量の式になったり力の式になったりはしない。
756 :
750 :2011/03/06(日) 23:37:13.90 ID:???
>>754 >つりあっている計算を自分がやると 0.5*2.0[kg]=Fcos60°
まず重力加速度が抜けている。
次に、左辺は正しくない。
>>752 と同じ間違いをしている。
摩擦力の大きさ=動摩擦係数×物体に対して摩擦面に垂直に作用する力の合力の大きさ(=垂直抗力の大きさ)
であって、動摩擦係数×物体に働く重力の大きさ ではない。
摩擦力の式を教科書でもう一度復習してみよう。
それから、計算はまず文字式(mやgの文字を含む形式)で行って、一番最後に実際の数値を代入するほうが楽だよ。
757 :
756 :2011/03/06(日) 23:51:20.77 ID:???
あ、重力加速度=10m/s^2 としているのか。 重力加速度を式に入れるのを忘れて、桁を1つ間違えたのかと思っていた。ごめんね。 重力加速度をそういう特殊な値にするときには(普通は9.8m/s^2でしょ)、 レスに断り書きを入れておいたほうが好感度アップだ。
758 :
ご冗談でしょう?名無しさん :2011/03/07(月) 13:01:36.54 ID:iEg3sOuH
759 :
748 :2011/03/07(月) 17:03:52.01 ID:TAHcYNKH
>>750 ,751
おそくなりましたがありがとうございます。
760 :
748 :2011/03/07(月) 18:21:29.67 ID:TAHcYNKH
>>760 棒を横から持って、面に働く摩擦力を2つの力で代表させたならそうだね。
(棒を上下から持ったなら、働く力は垂直抗力が主体)
762 :
ご冗談でしょう?名無しさん :2011/03/07(月) 20:46:13.81 ID:iKan/ZmY
物理1の仕事のところで、ふと浮かんだ疑問が解決できません。 このスレでは散々既出かもしれませんが・・・。 「物体にした仕事=物体の持つ運動エネルギーの変化」 と教わりますが、例えば投げられたボールをバットを打ち返す場合、最初のボールの速さと打ち返されたボールの速さが同じだと、運動エネルギーの変化は、速さが変化しませんので0ですよね? でも、バットがボールに対して力を加えて動かしているのだから、仕事はしており0ではないと思うのです。 上の「」の話と矛盾してしまうのですが、どう考えれば良いでしょうか。 何か簡単なところで勘違いをしてるような気もしますが・・・ どうかよろしくお願いします。 ちなみに高2です。
>>763 逆に「その過程で物体にされた仕事はゼロである」ということから、
加えられた力とそれに伴う物体の動きについていくらかのことが分かる。
ΔW=FΔx で、仕事の総計が0ということは、途中で仕事の符号が変わって全体として打ち消してしまっているということ。
たとえば、常に一定向きに力をかけているとして、
最初、ボールはこちらに向かってきているのだから、ボールに加えられる仕事は負。
やがてボールは減速し、一瞬速さがゼロになり、向きが反転する。
仕事の総和がゼロになるためには、先ほどの負の仕事を打ち消さなければならないから、
向きが反転に転じてバットから離れていっているときにもいくらか力が加えられたことが分かる。
(等速で撃ち返した場合ね)
つまり、バットでボールを等速で打ち返すとき、
ボールの速さが一瞬ゼロになった瞬間に力が加わらなくなったのでは駄目で、
バットから離れてく向きに動いているときにもいくらか力が加えられているということが、
エネルギーと仕事の関係だけから分かる。
>>764 早い返事ありがとうございます。
すごく良く分かりました。
仕事の所で、ボールの運動の向きが力を加えている途中で変わっている点を見逃してました。力を加えた瞬間に、ボールは打ち返されている、というアホな前提で考えてました・・・。
あー、なるほどね。 バットがボールに「された」仕事の量とバットがボールに「した」仕事の量が同じだから結局、打ち消しあって0になるって話か。 横からだけど良く分かったわ。
767 :
ご冗談でしょう?名無しさん :2011/03/09(水) 00:17:54.64 ID:uopCorOH
ん、 何か変かい?
769 :
ご冗談でしょう?名無しさん :2011/03/09(水) 00:53:04.67 ID:ZYUgrALW
多分分かってはいるんだろうけど言葉の使い方が危うい
明日テストなので大至急解答が欲しいです まずf=v/λ v=fλ λ=v/fとなりますがλ=2l/mに代入してもf=mv/2lになりません
λ = v/f = 2l/m ∴ f = mv/2l
長さl,張力T,線密度σの弦がある。次の変化を与えたとき、基本音の振動数はもとの振動数の何倍になるか。 1.長さを2倍に 2.張力を2倍に 3.長さ、張力ともに2倍に 4.線密度を2倍に 正しい答えが導き出せなくて困っています。分かる方教えてください。よろしくお願いします。
長さl,張力T,線密度σの弦がある。次の変化を与えたとき、基本音の振動数はもとの振動数の何倍になるか。 1.長さを2倍に 2.張力を2倍に 3.長さ、張力ともに2倍に 4.線密度を2倍に v=√(T/σ) f=v/λ=(√(T/σ))/λ 1.λ’=2λ 1/2倍 2.T’=2T √2倍 3.λ’=2λ T’=2T √2/2倍 4.σ’=2σ √2/2倍
>>773 理解できました!
どうもありがとうごさいます!
>>772 この手の丸投げを見ると京大のを思い出す。
基礎も理解せずに問題を丸投げするのはいかがなものかと。
そういやaicezukiは京都府警に留置されてるんだっけ。 こんな事件起こさなければ今ごろ仙台にいたままだったろうから 地震でオオゴトになってたかも。
本人にとっては泣きっ面に蜂、だろう。不謹慎だけどね。
778 :
ご冗談でしょう?名無しさん :2011/03/13(日) 10:38:59.38 ID:Eo/4PFXU
地震兵器でやっつけろ
>>778 S1が開いているのですよね。この状態で、電池によってどういう影響があると考えているのか、
あなたの考えをまず具体的に書いてください。そうすれば適切なレスが受けられるでしょう。
水平なレール上に静止している貨車に対して, 荷物を積んだ台車(荷物は台車に対して静止)が弾性衝突した直後の, 貨車・台車・荷物の速度を求めよ。但し,摩擦の効果を無視する。 (質問に無関係な記述は省略しました) という問題で,摩擦の効果を無視するから荷物の存在を無視できるそうですが, 貨車にぶつかるのはあくまで物体系{台車,荷物}ではないんですか?
782 :
ご冗談でしょう?名無しさん :2011/03/13(日) 11:39:26.11 ID:Eo/4PFXU
>>780 いや、最終的にはS2のみが開いている状態です
↑781の問題文に付け加え 衝突後,荷物は台車の上を滑り出した。
>>783 の追加が有るか無いかで、答えが全く違ってくる
こういうのを平気で書き漏らすのがなんとも・・
>>784 条件が大きく変わる,だからこそ追加訂正の旨を書き込んだのですよ?
こっちは真面目に質問してるんですから,余計なレスは慎んでください
質問者の誠意を踏みにじらないでください
>貨車にぶつかるのはあくまで物体系{台車,荷物}ではないんですか? ちがうんだろ よく問題読めば
787 :
780 :2011/03/13(日) 14:18:30.15 ID:???
>>782 失礼しました。S1というのはS2のミスでした。
S2が開いているのだから、E−R1−R2−E の部分は S3−C3−C2−R3−S3 の部分と
切り離されていますよね。この状態で電池Eからどういう影響があるとあなたは考えますか?
普通は回路が切り離されているのだから影響は何もないと直感的に考えます。そう考えないのであれば、
何か理由があるはず。あなたがなぜそう考えるのかを明確にすることが必要だと思います。
788 :
ご冗談でしょう?名無しさん :2011/03/15(火) 00:47:03.06 ID:16pLlTga
789 :
ご冗談でしょう?名無しさん :2011/03/15(火) 00:48:19.03 ID:p2qlaZMZ
790 :
ご冗談でしょう?名無しさん :2011/03/15(火) 01:32:13.18 ID:lxfN8bYd
関靖俊が被差別部落民だから起きたことだろ? 部落のこの男が教員をやったら、街が穢れるがなw 実父は被差別部落で、関靖俊の実母は朝鮮人! 府営住宅の穢多で、関靖俊は被差別部落で間違いなし! 関靖俊は被差別部落でありながら、在日朝鮮人の権利を主張している。 関靖俊に対し「被差別部落!被差別部落!被差別部落!」の大合唱が 絶えないが、事実そのものだろ。 被差別部落の関靖俊が下着泥棒を繰り返しているそうじゃないか。 実父は被差別部落で、関靖俊の実母は朝鮮人! 府営住宅の穢多で、関靖俊は被差別部落で間違いなし! 関靖俊は被差別部落でありながら、在日朝鮮人の権利を主張している。 関靖俊に対し「被差別部落!被差別部落!被差別部落!」の大合唱が 絶えないが、事実そのものだろ。 被差別部落の関靖俊が下着泥棒を繰り返しているそうじゃないか。 実父は被差別部落で、関靖俊の実母は朝鮮人! 府営住宅の穢多で、関靖俊は被差別部落で間違いなし! 関靖俊は被差別部落でありながら、在日朝鮮人の権利を主張している。 関靖俊に対し「被差別部落!被差別部落!被差別部落!」の大合唱が 絶えないが、事実そのものだろ。 被差別部落の関靖俊が下着泥棒を繰り返しているそうじゃないか。 ff
>>788 そう思うなら解答のようにせず、2次元で考えてx方向、y方向それぞれのつり合いを考えればいい。
>>788 平面上の直線上にはない3点は必ず3角形をなす。つまり、点Aがx軸からずれた位置にある場合、
点A、+2Qの電荷、−Qの電荷の各位置は3角形をなす。
この状態では点Aから見た場合、+2Qの電荷、−Qの電荷は必ず別々の向きに見える。そうでないと3角形ができない。
向きが異なるのだから、両者が打ち消し合って電界がゼロになることはあり得ないでしょ。
上端を固定したばね定数k1[N/m]のばねA、 質量m1[kg]の小球α、ばね定数k2[N/m]のばねB、 質量m2[kg]の小球βを順に接続し、静かに吊るし、次いで 小球βを下から板で支えた。板が小球βから受けている 力の大きさはF[N]であった また、ばねと小球は鉛直線上に並んでおり、ばねBは 力を受けていない時の長さよりも短くなることはなかった。 このとき次の問いに答えよ ただし、ばねの質量は無視できるものとし、重力加速度の 大きさをg[m/s^2]とする (1)ばねBの伸びxB[m]と、ばねAの伸びxA[m]を求めよ (2)板をゆっくりと下げていくと、小球βと板は離れる。 この時のばねAの伸びxA[m]を求めよ (1)については xB=m2g/k2[m] xA=(m1+m2)g/k1[m] と出たのですが、(2)をどう解けばいいのかわかりません
795 :
ご冗談でしょう?名無しさん :2011/03/17(木) 20:38:10.29 ID:wFjmka6b
どなたかお願いします
−−−−− │ / \ A \ \ / │ ↑k1xA α○ ↓m1g │ ↓k2xB / \ \ \ B / │ ↑k2xB β ● ↓m2g ↑F : 小球βを下から板で支えた。板が小球βから受けている。力の大きさはF[N]であった ―――― (1)ばねBの伸びxB[m]と、ばねAの伸びxA[m]を求めよ α:k1xA=m1g+k2xB β:k2xB+F=m2g xB=(m2g−F)/k2 k1xA=m1g+k2x=m1g+m2g−F k1xA=m1g+m2g−F ∴xA=(m1g+m2g−F)/k1 (2)板をゆっくりと下げていくと、小球βと板は離れる。この時のばねAの伸びxA[m]を求めよ xA=(m1g+m2g−F)/k1 でF=0より xA=(m1g+m2g)/k1
>>399 で
> 追加された電気量はC・(3V-(-V) = C・4Vなので
> 電池のした仕事 = C・4V・3V = 12CV^2
というのがどうもうまくイメージできません。電池のした仕事により(a)の電位が-Vから3Vに上がるか
ら当たり前ではないかといわれれば、まあそんな気もしますし
(1)電池をつないだときコンデンサーにたまっていたCVの電荷は放電され抵抗を通過する。
(2)次に充電される過程で3CVの電荷が通過する。結局この抵抗を通る電荷は 4CV となる。
だとも思うのですが、しかし(1)は電池をつながないで負荷だけつないでも放電するわけですから、こ
のぶん電池は仕事する必要はないとも思うのです。
それとも電池にとってコンデンサーを充電することはプラスの仕事をしたことになり、コンデンサ
ーの放電を受けることはコンデンサーから仕事をされたことになるので、電池はマイナスの仕事をし
たとでも考えるのでしょうか? しかし電池がマイナスの仕事をするとはどういうことでしょう。プ
ラスの仕事が充電ならばマイナスの仕事は電池がコンデンサーからそれだけエネルギーを受け取った
ことになるとも考えたくなります。とすればその分だけ電池のするプラスの仕事は減るではないかと
も思ったりもするのですが。
おそらく根本的なことを勘違いしているのでどなたかご指摘してくださるとありがたいです。
798 :
ご冗談でしょう?名無しさん :2011/03/18(金) 10:32:15.41 ID:yhggG0q7
重力を分解したときにどっちがθかわかんなくなる。単純な斜面に物体が置いてあるようなら解るんだけど。張力とかにあわせて分解するとわかんなくなる。
>>798 θ=0とか90°とかの極端だけど結果は自明な角度のときに
正しい結果を出すか確認すればよい
800 :
停電詐欺決定 :2011/03/18(金) 12:49:49.28 ID:NLz9KP1C
>>797 電圧 E の電池(より正確には電圧源などという) の
+極から電荷q が出て同じだけの電荷が−極へ入ったら
電源は E q の仕事をしたことになるというだけ。
米5kg買って5km歩いてクタクタ 物理的には仕事量ゼロ
動摩擦力×距離
どこの摩擦だよ
関節
関節の動摩擦力て具体的に数値出るのか?
808 :
ご冗談でしょう?名無しさん :2011/03/26(土) 23:33:11.04 ID:CniHuAmX
たとえばdisplacementの式が y=3x^2-4x+8 だった場合 velocityの式は y'=6x-4 となり accelerationの式は y''=6 となる、といったときに velocityの式を y'=6x-4x^0 と考えて y''=6-4x^-1 とするのは間違いなのでしょうか? 間違いであれば、何故間違いなのでしょうか?
809 :
ご冗談でしょう?名無しさん :2011/03/26(土) 23:42:24.09 ID:OMq21QFW
{x^0}'=0・x^(0-1)=0 がんばれ
x^0 == 1 (x+h)^0 - x^0 = 1 - 1 = 0
811 :
ご冗談でしょう?名無しさん :2011/03/27(日) 05:04:01.19 ID:euLEi+/E
何で英語使ってるんだ?ルー大柴か?
角運動量を求める問題がわかりません ある質点に関して角運動量を求めるとΣ((全体)位置ベクトル・質量と重心に対する質点の相対位置ベクトルの導関数のベクトル積)とΣ((全体)位置ベクトルの導関数・質量と重心に対する質点の相対位置ベクトルのベクトル積)が0になるらしいんですが 分かり易い説明をどなたかお願いします
Σmj(j=1・・・)(rg(重心の位置ベクトル)+rj'(重心への質点の相対位置ベクトル))×(ベクトル積)(drg/dt+drj'/dt)=角運動量 (元々の式です)
0になるらしいってのは、角運動量が0だからじゃないの
>>813 の式は、角運動量の定義そのもの
えっと上の式が 角運動量=Σ(mjrg)×drg/dt+Σmjrj'×drj'/dt って変形されるので多分0じゃないと思うんです・・・
Σmj(j=1・・・)(rg(重心の位置ベクトル)+rj'(重心への質点の相対位置ベクトル))×(ベクトル積)(drg/dt+drj'/dt)=角運動量 =Σ(mjrg)×drg/dt+Σmjrj'×drj'/dt になるのですがベクトル積の消えた部分がどうして消えたのかわからないんです
あとrj=rg+rj'(j=1,2,・・・)って置いてます
あと角運動量って書いてあるのは(全系の)角運動量です・・・色々抜けてました・・・ すいませんです・・・
Σmjr'j = 0 だから
もう少し詳しくお願いしてもいいですか? ベクトル積の式変形までいければあとはわかると思うのです
系全体は孤立系でいいの? 孤立系ならdrg/dt=0 Σrg×mj(drj'/dt)=rg×Σpj' Σpj'は重心から見た全角運動量だから0 でいいんじゃない?
消えた部分てのは Σmjr'j×(drg/dt) + rg×Σmj(dr'j/dt) のことでしょ Σmjr'j = 0 だから消える
>>822 >>823 ありがとうございます!
>>822 えっと孤立系っていうのは重心が変化しないっていう理解でいいのでしょうか?
はじめて聞きました。
その辺については触れられてないのでもしかしたら関係ないかもしれないです・・・
でもありがとうございます
>>823 左はわかりました!
芭jrj'(drg/dt)(sinθ)になって消えました!回転させればいいのか・・・
右は速度だから0にならない気がするんですがそうではないのですか?
あと→(Σmjrj'×drj'/dt)が0にならないのはなんででしょうか・・・
回転するとかよくわかんない事しなくてもrgが変わらないから0になりますね・・・(両方よくみたら0になってました・・・) 回転すれば全部(x,y)平面に来るような気がしてなんだかよくわからない考えを起こしていました ベクトル積だから下の式が0にならないのは当たり前ですね・・・ とにかく式がわかりました ありがとうございました!
回転…? いや、Σmjr'j = 0 だから、微分しても当然ゼロ Σmj(dr'j/dt) = 0 よって Σmjr'j×(drg/dt) + rg×Σmj(dr'j/dt) = 0×(drg/dt) + rg×0 = 0 というだけだぞ
827 :
ご冗談でしょう?名無しさん :2011/03/29(火) 22:55:57.87 ID:a6J6/u98
半径0.50mの傘から水滴が垂れている。この傘を地上1.3mのところで、 2.0秒で一回転の割合で回転すると、水滴は地上にどんな図形を描くか? という問題がわかりません。 ちなみに答えは、半径0.95mの円を描く だそうです。
>>827 風の抵抗等の都合の悪いものを無視したとして、
傘と一緒に回っている水滴には慣性により傘の回転速度と同様の速度が掛かっていると考える
周期の式から傘(と水滴)の角速度が出て、そこから水滴の接線方向への速度が得られる
水滴が垂れるとき、水滴は傘から自由落下すると考え、それに掛かる時間だけ水滴は接線方向に等速直線運動すると考えれば多分OK
んで、やってみたけどπとgに適当な値を入れると大体0.94〜0.96辺りの数字になる…何故1.3なんて中途半端な数字を…
大きさの無視できる粒子A、Bがお互いに十分遠く離れて静止しています。 今、Bの方向に初速vをAにもたせます。 AとBが最も近づいたときのAB間の距離rを求めなさい。 ただし、粒子に働く重力は無視できる。 粒子A:質量m[kg]、電荷+q[C] 粒子B:質量M[kg]、電荷+Q[C] という問題なのですが、解答としては 運動量保存 mv=mu+Mu (uはA、Bが最も近づいた時の速度) 物体系の力学的エネルギー保存 mv^2/2=mu^2/2+Mu^2/2+kqQ/r を連立させるというものでした。 しかし、物体系で力学的エネルギーが保存するという根拠は何処にあるんですか? 自分なりにA、Bについてそれぞれ運動方程式を立てて、それを微分したり積分したり、足し合わせたりしてみましたが、この解答のような結論には至れませんでした。
>>829 運動方程式に速度かけて変形すればd/dt(力学的エネルギー)=0
の形にできるよ。
>>830 一物体のときは自分でもそれでできますが、今回はどうやればいいんでしょうか。
>>831 A、Bそれぞれの運動方程式について変形して足し合わせる。
クーロン力の項は足し合わせた後に変形。
833 :
ご冗談でしょう?名無しさん :2011/03/30(水) 11:09:56.62 ID:yQFCC46B
>>828 返答ありがとうございます。
ただ、やってみたのですが、答えが合いません。
一応 速度:1.57 時間:0.515 と計算して出したんですが・・・
834 :
829 :2011/03/30(水) 13:06:46.54 ID:???
>>835 すいません間違えましたw
非微分関数が一定ですね
↑被微分の間違いです
追加:台と小球の衝突は弾性衝突です
>>833 ω = πより、v = π / 2 …水滴の落下時の接線方向速度
また、1.3 = gt^2/2から、t = √2.6/g …水滴の落下に掛かる時間
以上より、x = vt = π√2.6/2√g …水滴の動いた距離
三平方の定理から、傘の中心から水滴の落下位置までの距離をRと置くと、
1.3π^2/2g + 1/4 = R^2 が成り立つ
ここで、g = 9.8、π = 3.14と置くと、R =√( 0.654 + 0.250 ) = 0.958
んで、gとかπの値を適当に調整するとだんだん値は減っていくし
四捨五入じゃなくて切り捨てにしたり有効数字を甘くすると都合の良い数字になる
あと、文字で計算して最後に代入すると楽だし算出した値自体の精度も上がるからあまり数値での計算はしない方が良いかも
841 :
ご冗談でしょう?名無しさん :2011/03/30(水) 14:51:07.35 ID:yQFCC46B
>>840 一応答えは出たのですが、三平方の定理のところがよく分かりません。
よろしければ教えてくださいませんか?
お願いします。
842 :
ご冗談でしょう?名無しさん :2011/03/30(水) 15:02:25.31 ID:ww86JHNq
2体問題が全く分かりません・・・ 図のように,ばね(自然の長さlo,ばね定数k)の両端に質量m の小球A とB が固定され,なめらかな水平面上に静止して置かれている。 これに質量m の小球C が,BA の延長線に沿って速さvo でA に弾性衝突した。以下の設問に答えよ。 (1) 衝突直後のA とC の速さはそれぞれいくらか。 (2) 衝突後の任意の時刻におけるA とB との距離をl とすると,A とB の加速度はそれぞれいくらか。ただし,加速度は右向きを正とする。 (3) 設問(2)で求めた結果より,A の加速度とB の加速度の和は0 になることがわかる。これは,A とB との重心(すなわち中点)が等速度運動をしていることを意味する。 その速さはいくらか。また,仮に重心に質量が集中したと考えたときの運動エネルギーはいくらか。 (4) 設問(3)で重心の運動がわかったので,次に重心とともに動いて観測する(重心に固定した座標系をとる)と,A とB は,重心に関して対称な単振動をしている。 ところで,設問(3)で求めた運動エネルギーは,衝突前のC の運動エネルギーよりも小さい。 このエネルギーの減少は,A とB の振動のエネルギーになったと考えられる。この振動のエネルギーはいくらか。また,AB 間の最小距離と最大距離はそれぞれいくらか。 (5) 設問(3)と設問(4)の結果により,水平面に固定した静止座標からみたA の速度とB の速度を時刻t の関数として表せ。ただし,C がA に衝突した時刻をt=0 とし,速度は右向きを正とする。 →vo ○ ○〜〜(ばね)〜〜○ C A B
すがすがしいほどの丸投げだな
844 :
ご冗談でしょう?名無しさん :2011/03/30(水) 15:08:06.51 ID:ww86JHNq
ごめんなさい。 物理で相対単振動の振動周期を求める際に 換算質量というのを使った方法を習ったのですが どういう場合に換算質量の考えが使えるのでしょうか? (Mm/M+m)a=-Kxのような運動方程式がつくれるというのがよく判りません
845 :
ご冗談でしょう?名無しさん :2011/03/30(水) 15:21:02.58 ID:yQFCC46B
>>844 >換算質量というのを使った方法を習った
何の説明もなく天下りに出てきたのでなければ、
どういう過程で導入されたかはわかっているはずでは
848 :
ご冗談でしょう?名無しさん :2011/03/30(水) 17:11:52.74 ID:ww86JHNq
あぁなんとなくですが自己解決した気がします。スレ汚しすみませんでした 外力の働かない2体問題は重心速度が一定だから重心系で考えるとラクなんですね AとBの相対加速度引っ張り出して単振動の式も出せました
849 :
ご冗談でしょう?名無しさん :2011/03/30(水) 17:44:54.56 ID:ww86JHNq
>>846 >>847 習ったというより、塾の授業の最後の方で「換算質量とか出てくるよ」って言って宿題渡されて今に至ります
答えは貰ってなく、来週の解説までに待てないので質問させていただきました。
自己解決したって言ったくせに申し訳ありませんが、他の宿題で頑張ったんですが腑に落ちません
<問題>質量m1、m2の二つの質点が自然の長さLのバネでつながれて滑らかな水平面上に置かれている
質点はx軸上にありx軸上で運動する。ばね定数をk、質点の座標をx1、x2とし、x1>x2とする
(1)重心座標Xに対する運動方程式
(2)相対座標x=x1ーx2に対する運動方程式
を求めよ
<俺の解>
(1)ばねの伸びは(x1-x2-L) 運動方程式より
m1・α1=-k(x1-x2-L)
m2・α2=+kx(x1-x2-L)
X=(m1x1+m2x2)/(m1+m2)…@
重心の加速度をαとすると@の両辺をtで微分して
α=(m1α1+m2α2)/(m1+m2)
これらより(m1+m2)α=0
(2)
m1・α1=-k(x1-x2-L)
m2・α2=+kx(x1-x2-L)
x=x1-x2-L…A
加速度をβとするとAの両辺をtで微分して
β=α1-α2=-k(1/m1 + 1/m2)x
換算質量μ=m1m2/(m1+m2) としてμβ=-kx
合ってる自信はありますが、(2)の意義がいまいち掴めない。本質が見えない
「式は現象を語る」ではμβ=-kxの意味するところは・・・
(ばねの伸び)=xと置いたわけだけど、伸びが大きいほど逆向きに相対加速度βが大きくなる単振動ってイメージできない・・
式としてはすごく簡潔だしわざわざ問題で出すってことはなにか伝えたいメッセージがあるはずなんだけど
>>849 > μβ=-kxの意味するところは
> 伸びが大きいほど逆向きに相対加速度βが大きくなる単振動
の通りでは?
851 :
ご冗談でしょう?名無しさん :2011/03/30(水) 18:06:00.24 ID:ww86JHNq
>>850 つまりは、m2の立場で固定して見たらm1は角速度ω=√k/μの単振動で離れたり近づいたりしているんですよね??
この場合の振幅ってx=x1-x2-Lなんでしょうか??
相対座標で考えることの利点は、ガチでx1、x2とかの座標や速さを完全解で出すより式シンプルだからという認識でおkですかねぇ
>>838 >>834 でやってることを一般的にベクトルをつかってやればいい。
力と速度の積は内積だから、速度方向と力の向きを考えれば重力以外が
0になる。
>>851 2体問題を重心と相対に分けて考えるのは数学的な便利さが一番。
つまり、技術的な問題。
相対座標はx=x1-x2。運動方程式はμβ=-k(x-L)。これは、あたかも
μという質量をもった質点が他端を固定したばね定数k、自然長Lの
ばねに繋がれて滑らかに一次元運動していると解釈できる。
このやり方は衝突とか散乱問題を扱うときだったらもっと有り難みを
感じると思うよ。
>>853 いやぁありがとうございます
>あたかもμという質量をもった質点が他端を固定したばね定数k、自然長Lの
>ばねに繋がれて滑らかに一次元運動していると解釈できる。
ここの部分がかなりしっくりきました!
誘導なくても自分ですぐに導き出せるくらい訓練してマスターしたいですー
↑ 垂直抗力の扱いが間違ってました やり直します
無理です。 もうちょっとヒントください
>>857 とりあえず床から受ける垂直抗力が抜けてる。
AはNじゃなくて-N
内積とったら@+Aして
垂直抗力の項はN・(v-V)になる。
v-Vは台から見た小球の速度ベクトルだからN⊥(v-V)。
(床の垂直抗力)⊥V。
>>860 見慣れたmghに変えるにはどうすればいいんですか?
>>861 -mg・r=-m(0,-|g|)・(x,y)=m|g|y
>>864 もうひとつ聞きたいのですが、
a、vをそれぞれ加速度ベクトル、速度ベクトルとして、
mav=d(mv^2)/dt
のようにスカラーのときと同じように変形できるというのがイマイチしっくりきません。
>>865 ma・v
=m(ax,ay,az)・(vx,vy,vz)
=m((ax)(vx)+(ay)(vy)+(az)(vz))
=(1/2)m(d/dt(vx)^2+d/dt(vy)^2+d/dt(vz)^2)
=(d/dt)(1/2)m((vx)^2+(vy)^2+(vz)^2)
=(d/dt)(1/2)mv^2
>>866 横からすまんが、エネルギー積分ってそういうことだったのか!!すげースッキリした
成分表示と、あと積の微分法が味噌なわけね
平行板コンデンサーと球形コンデンサーの電場の計算の仕方の違いに混乱しています。 平行板コンデンサーでは向かい合う正負に帯電した金属板のそれぞれから表裏にQ/2ε本ずつ電気力線が出ていて、 極板間ではそれらが同じ向き(正→負)になるので足してQ/ε本。 それぞれの極板の背面ではそれらが反対向きで同じ本数なので打ち消し合う。 すなわち極板間にE=Q/εSの電場が現れるというふうに高校で習いました。 しかし球形コンデンサーの場合はどうでしょう。 このコンデンサーは半径aの導体球Aとそれを取り巻く内半径bの同心球殻Bで出来ているとします。 Aは+Qに、Bは-Qに帯電しています。 Aからは外側にのみ放射線状に電気力線がQ/ε本でていて、Bからは殻の内部と外部にそれぞれQ/2ε本づつ電気力線が出ていると考えるのが自然だと思うのですが、 これだとコンデンサーの外部にも電場が出来てしまい、電気をコンデンスしているとは言えないですよね。 やはり「Bからは殻の内部と外部にそれぞれQ/2ε本づつ電気力線が出ている」というのが間違っているのでしょうか。 しかし「Aからは外側にのみ放射線状に電気力線がQ/ε本でている」というのは正しいでしょう。 すると、Aから出ている電気力線がコンデンサーの外に出ないようにBの内側、外側から出る電気力線の本数の配分がコントロールされているということですか?
ちなみに球形コンデンサーの電場の計算方法は、手元の参考書には 「+Qの電荷から出た電気力線はすべて-Qの電荷に入る」 という解釈のもと計算が進められています。 この解釈はイメージ的にも明確ですし、平行板コンデンサーでも同じように考えることができますよね? わざわざ打ち消しあうだとか、足し合うとかしなくてもいいじゃないですか。 なら最初っからこっちの考え方に統一しとけやコラ、と思うわけですが、僕は間違っていますか?
>>869 >「Bからは殻の内部と外部にそれぞれQ/2ε本づつ電気力線が出ている」というのが間違っているのでしょうか。
そうですね。間違ってます。
>Aから出ている電気力線がコンデンサーの外に出ないようにBの内側、外側から出る電気力線の本数の配分がコントロールされているということですか?
そういう考え方も出来ます。正確に言うとガウスの法則を満たすようにです。
>>870 >「+Qの電荷から出た電気力線はすべて-Qの電荷に入る」
だけではどの位置にどれだけの大きさの電場があるか分かりませんよね。
でも電荷1個だけだったら誰でも分かる。2個だったら重ね合わせればいい。
これってすごく便利じゃないですか?要は問題に応じて便利な考え方をすれば
いいんです。
それと電気力線って直感的に理解しやすいために導入された概念で、あまり
使わない方がいいと思います。電気力線じゃなくて電場で考えた方が数学的
に自然です。
>>871 ありがとうございます
> それと電気力線って直感的に理解しやすいために導入された概念で、あまり
使わない方がいいと思います。電気力線じゃなくて電場で考えた方が数学的
に自然です。
しかし直感的な理解に頼らざるをえないのが高校物理の限界なのでは
>>872 >しかし直感的な理解に頼らざるをえないのが高校物理の限界なのでは
そんなことありませんよ。むしろ直感なんて必要ありません。すべて
高校数学を使ってきちっと解くことが出来ます。
もちろん使った方が考えやすいと思うなら使えばいいと思いますよ。
でも実際に数学を使って解くときは「電気力線」なんて物理量は
一切出てこないし、いちいち電場に置き換えるのは無駄かなと個人的には
思いますね。
高校数学なんて直感そのものじゃん
>>873 例えば前述の球形コンデンサー内の電場などは電気力線の概念なしでどのように求めることができるのですか
>>876 もっとも簡単なのはガウスの法則を使うやり方です。
ガウスの法則は簡単に言うと任意の閉曲面内を貫く電場
の合計は閉曲面内の全電荷に比例する(比例定数1/ε)という事です。
内球の内部と球殻の内部は電場ゼロ。
極板間に球面を考えると内部の電荷はQなので
(4πr^2)E=(1/ε)Q
∴E=(1/4πε)(Q/r^2)
(rは球の中心からの距離。)
球殻内に表面が来るように球面を考えると球殻内部の電場は
ゼロなので内部の電荷がゼロ。つまり球殻の電荷はすべて内
側に分布している。球殻の外側に表面が来るように球面を考
えると内部の電荷がゼロなので電場もゼロ。
結局極板間に上式の電場が存在し、それ以外の場所はすべて
ゼロ。
こんな感じですが、初見だと分かりづらいかも。
>>877 なるほど。
高校の物理の教科書とは違う見方でガウスの法則を定義して、電気力線の概念をすっ飛ばすわけですね。
>>875 リーマン積分の可積分条件はいつから高校数学の範囲になったの?
>>878 電気力線は電場から定義されたものだから、すっ飛ばすというより
寄り道しないって感じですかね。
教科書にはガウスの法則はどんなふうに載ってます?
貫く電場の合計 という時点で 明言してないだけで実質的に 電気力線の概念を使ってると思う
>>880 持っているのは東京出版の教科書ですが、「ガウスの法則」としての記述はありません。
「正電荷+Qからは4πkQ(=Q/ε)本の電気力線が出る」
「電場は電気力線密度」
このように書いてあります
>>881 電気力線は電場の大きさを定量的に表せないから数式として使いようが無いですよ。
電場の合計ってのは∫E・dSということです。
>>882 それは電気力線の定義に近いかな。なんかその表現って単位が気持ち悪いですね。
884 :
ご冗談でしょう?名無しさん :2011/03/31(木) 21:19:22.75 ID:JH7xPIWl BE:1884548674-2BP(0)
水平でなめらかな床OXと鉛直でなめらかな壁OYに, 長さ2l,質量Mの一様な棒ABを床面となす∠OAB=60゚ となるように立てかけ,床面側の棒の端Aに糸を結び, 糸と床面とのなす角∠OAC=30゚となるように糸の他端を 壁にCで固定した.棒ABに対する床および壁の抗力の大きさを R,Sとし,糸の張力をT,重力加速度をgとするとき, R,S,Tを求めよ. R=l√3/2,S=l/2と出たのですがTの出し方を教えて下さい そもそもRとSは間違ってますか? 間違っているのであれば考え方を大まかに教えて下さい よろしくおねがいします
>>884 まず RとSにMもgも含まれてない時点でおかしいと気づけよ。
886 :
ご冗談でしょう?名無しさん :2011/04/01(金) 00:08:30.98 ID:rRKormOO
(気休めかも知れないが軽作業用)ヘルメット、近所のDIYに在庫がありません。もうダメだ。天に祈りたい。
面積分自体が面あたりの量を集める動作で 力線や束線を数式で表わせるように 使ってるようなモンじゃないかな
>>884 Tが求まらないのに、RとSが単独で求まる事は無い。
>>887 Eは「電場」ですよ。式中に電気力線の概念は一切出てきません。
電気力線は電場を視覚的に理解しやすいように考案された単なる
補助的な道具にすぎません。
式中に出てこないだけで その概念がなきゃ式に思い至らないと 思うんだがなあ
あるアイディアからある理論が組み立てられたとして 最終的に出来上がった理論ではもっと一般的な物理的実在が現れるというのは 珍しいことでもないからね
うーん。。。簡単に言えば電気力線という概念から 得られる全ての情報は電場に含まれるんですよ。 自然法則って言うのは人間が思い至るかどうかに 関わらずそう決まってるんです。それを数学を使って 表す事が出来たので、そこに出てくる量に「電場」 という名前を付けた。しかし、その概念は抽象的で 人間がイメージしずらかった。そこで「電気力線」 なる、よりイメージしやすい概念を考案して比喩的に 説明することも出来たというです。正直なくてもいいし、 あったら便利なときもあるかな?って程度です。
歴史的には電場より電気力線のほうが先だよ
もちろん。でもどっちが先という問題ではないですよね。
>>892 だと恣意的に電場が先と取れるからなあ
便利であってもいいならそれでいいんじゃないの
そうですね。ただMaxwell方程式を使って 解くときは控えた方がいいですよってことが いいたかったんです。
いやあんまりにも歴史的背景を無視してるというかスマートすぎる説明してるからさ それが道具でなく実在だと思われていた時もあったわけで そういう議論を始めたら電場も電磁場の一側面だし 電磁場も電磁ポテンシャルの…ってキリがなくなってしまう 何が言いたいかって,「電気力線はあまり使わないほうがいい」というのは 大学等で電磁気学を学んだからこそ自然に言えることであって 世の多くの普通科高校生にいきなりそこまで求めるのは難しいということだよ 世の中君のように初見の数式をダイレクトに物理的イメージに結びつけられるような天才肌ばかりでもないからね
静電場、静磁場のある力学の問題を考える上では便利(?)かもしれないけど、 電場や磁場そのものを捉える問題ではむしろない方が考えやすいような。 力線の本数、と言われても正直紛らわしいだけだし。 個人的には計算と結論(質点の軌道とか単位空間辺りにかかる力とか)だけ分かるようにして、あとは放任した方が教育的なんじゃないかと思える。
>>897 >「電気力線はあまり使わないほうがいい」
のは定量的に解く場合です。現象や状況を定性的に
把握するだけなら、むしろ積極的に使うべきです。
電磁ポテンシャルの方がより本質的かも知れませんが、
そういう問題ではなく電磁気学の枠組みの中で定量的に
定義されてるかどうか?という問題です。
900 :
ご冗談でしょう?名無しさん :2011/04/01(金) 07:38:11.50 ID:l9JDU5OS
>>874 行列見たときに思ったよ。
なんだ、これ?
901 :
ご冗談でしょう?名無しさん :2011/04/01(金) 08:27:54.03 ID:qxIhZg7f
朝早くから質問させていただきます 半径が地球の半分、質量が10倍の星がある。その表面での重力加速度は いくらか。 [a]19,6 [b]98 [c]196] [d]392 [e] 3920 自分でもよく考えたのですが、不安なのでみなさんの力をかしてください
地球の標準重力加速度をg、質量をM、半径をRとして、求める重力加速度g'は g' = G(10M)/(R/2)^2 = 40 GM/R^2 = 40 g = 392 [m/s^2]
「一切れの雉の肉を二切れの仔牛肉に挟んで料理し、料理がすめば仔牛肉は捨てられるのだ」 これはクォークがまだ数学的に便利な方便にすぎないとみなされていたころに クォークを仔牛肉にたとえた話だけど、電気力線にも当てはまるかもね
>>885 >>888 確かにそうですね!なんてアホなんだ…
Tの値を代入して求めたら文字がMgしか
含まれていないので不安ですが一応解けました
ありがとうございます
>>873 >>877 それは面積分などの高校数学でやらない数学の概念か
もしくは高校物理の電気力線のようなきっちりしていない概念か
どちらかは使っているよ。
ガウスの法則(に相当すること)を高校の範囲できっちり記述する方法などない。
ガウスの定理の直感的な説明、ないし証明はしてもいいと思うけど。
>>905 面積分なんて高校数学の知識があれば十分理解できますよ。
それにどうせ一般的な表式ではなく、対称性を考慮した形でしか
使えないのだから(面積)×(電場)という理解でもいいと思います。
実際に
>>877 では積分しなくてもいいですし。
ガウスの法則を式で表すときには電気力線の概念は絶対に出てきません。
ガウスの定理が意味不明 Qという電荷を持つ半径rの球面から出る電場をEとすると、 4πkE=Q/ε これは必ず成り立つ。 なんで? 球を、四角形で表します。 ○○○ ○Q○ ○○○ A ○○○ ○Q○ ○○○
こういう場合、A地点の電場は、Aを下の球と同心円の、Aを通る球面Bを考え、 E=Q4πk/εとなりますが、 上の球の電場も考慮しないといけないのでは? 上の球からも、電場が放出されているはずです。つまり、ないときに比べてその分、 「外部からやってくる電場」により、球面Bの電場は減るはずです。 高校の範囲で説明してください。これを了解しないと解けない問題が問題集に軽く載ってます。
ガウスの法則は対称性が良くないと計算できません。一般的には
∫(E・nd)S=(1/ε)ΣQ
と書けます。左辺は任意の閉曲面を貫く電場の面に対する垂直線分
の面積積分、右辺はその閉曲面内の全電荷の(1/ε)倍です。
つまり、ガウスの法則が与えるのは電場の「合計(面積積分)」が
閉曲面内の全電荷に比例するということなので
>>908 にガウスの
法則を適用すると左辺の積分が計算できません。なぜなら閉曲面を
>>909 のように球にとったとしても球面上の至る所で電場の
大きさが異なるので積分が単純に(電場)×(面積)とは出来ないからです。
こういう問題の場合は上の電荷のみが作るAでの電場と下の電荷のみが
作るAでの電場を重ね合わせて求めます。上の電荷のみの場合はガウスの
法則を使って求める事ができます。下の電荷のみの場合も同様です。
>>908-909 >.Qという電荷を持つ半径rの球面から出る電場をEとすると、
> 4πkE=Q/ε
Eはその通り球面内部の電荷による電場。
外部の電荷に電場よる電場は含まれない。
Eと外部の電荷による電場を重ね合わせたものがその場所の電場。
>>910 が書いているように積分の形で書いたガウスの法則は常に成立するけど、
それを使って電場を計算できるのは対称性のいい場合だけ。
912 :
i :2011/04/09(土) 21:22:35.60 ID:nWAue77Y
913 :
ガウス :2011/04/09(土) 23:42:29.10 ID:???
ちょっと例を間違えました。 ↑の例なら、電場を2つ計算して、引き合わせればいいんですよね。 Qの電荷を持つ球面の周りに、 同心の半径がより広い金属球面があるとします。 金属球面の裏側には、-Qの電荷が生じます。 このとき、2つの球・球面の間の電場をガウスで求めたいのですが、 上記のような理由から、なぜ広い方の球面の裏の電荷を無視できるのか、 教えて下さい。
球面表の+Q電荷の電場で打ち消されるから。
915 :
ガウス :2011/04/10(日) 02:08:18.20 ID:???
球表面が接地されていて電荷が0の場合も↑のようなやり方でできるようですが?
>>913 「ガウスの法則は閉曲面内の全電荷とその面を貫く
電場の面積積分の関係を表すから」ですかね。
球面間のある点の電場を考えるなら、内側の電荷も
外側の電荷も考慮しなければなりませんが、閉曲面
を貫く電場の面積積分なら、外側の電荷は考慮しな
くてよいという事を利用するんです。
917 :
ガウス :2011/04/10(日) 02:21:24.71 ID:???
もしかして、外側の球面の対蹠点からの電場と相殺されるから?!!!
>>915 接地しても電荷が0になるわけではありませんが、
ガウスの法則は常に成り立ちます。
>>917 外球の電荷が作る電場が打ち消し合います。
919 :
ご冗談でしょう?名無しさん :2011/04/10(日) 02:56:38.34 ID:9IPGPw9t
やっぱりそういう理由からなのか・・・・ どうも、もう1つあります。 A−−l電池|−−| | |−−−Aへ |は極板です。↑のような回路において、 極板を左から順にA,B,Cとして、 左を表、右を裏とすると、 Aの表と、Cの裏には、電荷がたまらないようなのですが、 これはなぜでしょう?} Aの裏、Bの表裏、Cの表には、絶対値が同じ電荷がたまると思うのですが。
>>919 Aに電荷Q、Bに電荷-Qが与えられたとします。
Aの表の電荷Q1が極板Aの内部に作る電場は右向きを正としてQ1/(2εS)です。
Aの裏の電荷Q2が極板Aの内部に作る電場は-Q2/(2εS)です。
同様に全ての極板の電荷をQ1〜Q6としてA内の電場を計算すると
(Q1-Q2-Q3-Q4-Q5-Q6)/(2εS)となりますが、導体内の電場はゼロでなければならない
のでQ1-Q2-Q3-Q4-Q5-Q6=0が成り立ちます。同様の条件式はB内、C内に
ついても書けます。
一方Aの全電荷はQ、Bはゼロ、Cは-QなのでQ1+Q2=Q、Q3+Q4=0、Q5+Q6=-Q
が成り立ちます。これらの方程式を解けばQ1とQ6がゼロである事が分かります。
921 :
ご冗談でしょう?名無しさん :2011/04/10(日) 12:06:04.08 ID:w3aafMe+
物理の考え方のコツと、式をイメージする手順を御教授願いたい
>>919 >Aの表と、Cの裏には、電荷がたまらないようなのですが、
と、
>Aの裏、Bの表裏、Cの表には、絶対値が同じ電荷がたまると思うのですが。
とは矛盾しないでしょ。どっちも正しいし、成立する。
というより、「Aの裏、Bの表裏、Cの表には、絶対値が同じ電荷がたまる」という条件から、
「Aの表と、Cの裏には、電荷がたまらない」ことが導き出されてしまう。
>>921 質問はもっと具体的に。それから、式はイメージするものではないと思うけどおかしいかな。
イメージは極力廃して、観測事実や公知の法則(これらは正しいと考えられている)から
必要な式を演繹するようにすればいいと思うけどな。
問題解きまくってればイメージは後から付いてくるよ 「物理はイメージだ」なんてのは順序がおかしいな
924 :
ご冗談でしょう?名無しさん :2011/04/10(日) 15:23:44.05 ID:HW3TxQ7l
非等速円運動でも a向心=rω=v^2/r が成立するのは何故ですか。
>>924 向心加速度 = d²r/dt² - rω²
を導くのに「等速」円運動であることを仮定していないから
ちょっと外れるかもしれないけど何個も等速円を書けばいいんじゃないかと。
927 :
ご冗談でしょう?名無しさん :2011/04/10(日) 15:53:14.53 ID:HW3TxQ7l
教科書の導出みれば明らかだと思うんだけどな 賢い人はなんと答えるのだろう
運動方程式の法線方向成分
(ドヤッ
931 :
ご冗談でしょう?名無しさん :2011/04/10(日) 17:19:17.26 ID:HW3TxQ7l
自己解決しました 使えねーなこの糞スレ
礼すら言えないようなガキに居場所はない
どうして浮力は「見かけの重力」の反対方向に働くのですか? 問題集の解答にそう書いてあったんですが、原理が分かりません
934 :
質問者 :2011/04/11(月) 00:31:51.27 ID:RhSsxNmF
>>922 >導き出されてしまう。
導き出せるだろうからこそ質問してるんですが
>>933 まわりの流体は見かけの重力方向に落ちようとするから浮力はその逆向きに
と考えてはどうか
937 :
ご冗談でしょう?名無しさん :2011/04/11(月) 07:43:33.59 ID:586KIj7z
乾電池の両端を手でつまんで閉回路を作っても感電しないのは何故ですか?
抵抗
939 :
ご冗談でしょう?名無しさん :2011/04/11(月) 13:25:15.82 ID:dgjC74Ru
>>937 人体そのものは電解液のように電気を良く通すけど、皮膚の絶縁抵抗が
ある程度(数百kΩ程度)あるから、1.5Vの乾電池ではほとんど電流が流れない。
ただし濡れた皮膚は対抗が下がるから、感電しやすい。
ちなみに心臓は数μAの電流でも感電死することがあるらしい。
電池って閉回路の中にない時は何してるんですか? 例えば両端に導線をくっつけただけ(導線同士を接続はしない)の状態とか
化学反応がゆ〜っくり進行してる
>>941 では閉回路ができていない時でも電位差を生じさせているというわけですか?
その電位差ってのは電流が流れているときと同じなんですか?
>>942 極わずかだが電位差は生じる。
それは空気中の原子とやり取りされていて、
全体的に見れば一つの回路と考えられなくもない。
何らかの方法で化学反応の速度を緩めればこれは抑制傾向になる。
使わない電池を冷蔵庫に入れとけば長もちするってのはこれが理由。
ん、回路が閉じてようが開いてようが基本的に電位差は同じだろ。 むしろ外部抵抗の小さな回路につながっている場合の方が、内部抵抗の為外部に現れる電位差は小さくなる。
>>945 電位差を生じさせる装置が起電力、電池だから。
電位差があるところに自由電子があれば電流として
その流れが生じるというだけ。
だから回路が閉じてようが開いてようが電位差は変わらない。
>>945 電池は、両極材質の媒質中のイオン化傾向の差が両極の電位差となって現れる。
回路が閉じていなくても電位差自体は変わらない。
>>946 さんのレスでスッキリしました。
化学やってないハンデがこんな所で出るとは・・・。
すいません 前のレスは自己解決しました
951 :
dior_homoon = rilke3407 :2011/04/12(火) 20:00:45.65 ID:mmfmoK7J
952 :
ご冗談でしょう?名無しさん :2011/04/13(水) 00:13:06.77 ID:wcWX53Ct
高校の物理の先生が聞いてきたんだが 例えば、右手があるだろ? なんで、右なんだってさ これは、物理をしっかり勉強しないとわからないらしいけど・・・ 誰か説明できる人いる? あ、右利きだからいつも使う方とか そういうのはなし 物理の範囲だからコレ
カイラル対称性の事を言ってるのかな? 「自然界における左と右」なんか面白いと思うよ。
>>952 >例えば、右手があるだろ?
>なんで、右なんだってさ
質問になってない
力学、電磁気、熱力学に比べて波動って糞つまらない。 面倒な計算と三角関数の扱いだけ。 つまらん。死ね。
固定たんかわいいよ固定たん
フーリエ級数
右とか左とかただの言葉だろ 熊になんで熊なんだっていうのと同じレベル
地表から、という表現は正しいのかな? 火面じゃ変だしな 火星の表面というしかないか
地殻の表面だから地球型惑星である限り正しいだろ 自分の思い込みで他人を叩いてるのは見ていて痛いなw
大地表面だと思えば地面で問題ない
しかし、俺も単に「地表」と言ったら「地球の表面」だと思ったぞ。 福島原発からの塵が火星表面まで飛ぶわけ無いもの。 だからタイトルを読んだとき、意味がまるで分からなかった。 今でも分からんけどw
新参乙 半年ROMってろ文盲
>>964 いや、釣りなのは分かってるよ、リンク先をクリックしたものw
分からないのはあのタイトルの文章が何を意味したつもりなのか
日本語として曖昧で良く分からないと言う事
踏むまえに分からんようだから新参なんだよお前は スレタイは福島第一原発の事故がレベル7に引き上げられたことや汚染の拡大・長期化等を踏まえてのブラックジョークだろ 新参な上にアスペとか救いようねえな なんども言わせんな半年ROMってろ
>>966 いや、ブラックジョークのつもりらしいと言うのは分かるよ、もちろん。
俺の言いたいのはジョークとして成立してるのかね?って事。
それに火星表面の事なら「火星表面」、あるいは「火星の地表」という風に呼ぶぞ、普通は。
ただ単に「地表」と言ったら「地球の陸地の表面」 それが当たり前。
波動の勉強を面白くする方法ありませんか
火星探査機が地表から見つけたといっているのだからわざわざ火星の地表なんてつける方がナンセンス。 ことに見出しにおいては重複表現は可能なら避けた方が無難。
火星探査機が火星に居るとは限らない オワカリ?
論理的にはそうだろうけど、ならNASAは何を調査してたんだ? ってなるし、あるいは火星探査車が地球で何やってんだ? とも言える。 なにより地球で発見されてもニュースにならないし、NASAが発表する事でもないし。 まあ、誰それが、というよりこの場合は観測された事実を強調すべきだろうから、探査車のことは一つ忘れて、 「【宇宙】火星表面から放射性ヨウ素131を初めて検出 福島から来たと断定 NASA」 くらいでいいと思うけど。情報元を最後に書くか先に書くかは、どっちがいいんだろうね? 結局釣りスレの話なんだけど。
火星探査車は地球の砂漠上でもウロウロしてるよ、機能試験のために。 あの記事のタイトルには「火星に送り込まれた火星探査車が見つけた」とは書いてない。 そういう事。 だから、いろいろ総合して考えるとあのタイトルは全然、釣りになってないのよ。
くだらねえからどっちも失せろ
ここまで俺の自演
原子と原子核が範囲に入る大学ってどこですか? 大半とか、国公立大理系ならほとんどとか、難関だけとか、大雑把でいいのでお願いします。
【宇宙】と書いてあるのに地球上のことだってのもどうかと思うぞ
>>977 受験に関しては大学受験板で聞くこと
原子物理が選択範囲になった直後は
熱との選択で出す大学も結構あったが
今ガチで出してるのは秋田大くらい
ただし原子物理を知っていれば有利な出題は
旧帝大(東北・京都・九州他)あたりは普通に出してくる
>>980 スレ違いでした。すいません。
ありがとうございました。
予備校に原子と原子核っていう選択があって、不思議に思っていたんです。