高校物理質問スレ part24

調べてもよくわからなかったので質問です　
ブレインワールドカップという番組でガリレオ工房・滝川洋二さんからの出題でした

問題：プロ野球の統一球をスカイツリーの頂上から事情に落とすとなんm跳ね上がるか
答えは16mでした　どのように計算しするのですか？

スカイツリー：634m　ボール：148g　重力加速度；9.8m/s＾2　空気抵抗係数：0.0008　ボールと地面との反発係数：0.42

金曜の震災は楽しみ

>>416
データ不足

何が足らないのでしょうか

初速

初速が0でないと思うやつとかいるんだ

空気抵抗係数って何だよ

m(dv/dt) = mg-kv
dv/(g-(k/m)v) = dt
log(g-(k/m)v)+c = -(k/m)t
g-(k/m)v = Cexp(-(k/m)t)
t=0,v=0 C = g
v = (mg/k)(1-exp(-(k/m)t)≒(mg/k)(k/m)t = gt
y = (1/2)gt^2
近似が荒いのか？

粘性抵抗より慣性抵抗のほうが効くだろ

だな

動画探してみました　なにか不手際あったなら申し訳ありませんでした
http://youtubeowaraitv.blog32.fc2.com/blog-entry-32325.html?firsttime=%EF%BC%881000%EF%BC%89

ヤングの実験の質問です
http://i.imgur.com/QvwutwG.jpg
スリットS0はどんな役割をしているか？という問題です
模範解答が「単スリットS0から等距離に複スリットS1、S2を置くことによって『同位相の波源S1、S2』を作り出すこと」
になっています。しかし仮にS0を下に下げて同様の実験をしても
干渉縞は出来ますよね？（上に上がる）
この場合「単スリットS0からの距離が違うけど、同位相の波源S1、S2」が出来たことになりませんか？
なんだか位相そのものがワケワカメになってきて混乱してきました…

S1とS2での位相がずれるから、そのぶん干渉縞の位置もずれる

>>427
そういう意味の「同位相」じゃない。

普通の光源というのは大きさを持つので、
場所によって違う位相の光を発している。
この光を干渉させようとしても位相の違う光がランダムに混ざっているので
干渉縞が平均化されて縞にならない。

そこで、スリットS0によって「点S0における位相」を一つだけ選ぶ。
これによって「同位相」になった光が、
S1及びS2までの距離に応じて位相がずれ、
スクリーン上にそのずれに応じた干渉縞を生じる｡

同位相になるのはあくまでS0においてであって、S1S2においてではない。

いやS0から等距離ならS1とS2での位相は同じでしょ

だいたいS0で同位相って何と何が同じなんだよ

>>430
言い方が悪かった、すまん

S0から等距離にある波面の位相を揃える

という言い方でいいか？

S1S2で「無条件で」同位相になる訳ではない、
ということが言いたかったんだが、
確かにこの条件でも同位相にならない、
というふうに読めるな。

ミスリードしてたらすまなかった

意見が割れてる…？

例えば、スリットS0を取り除いて、複スリットS1、S2に
直接光が入るようにしたら、干渉縞は出来ないということですかね。
S0は沢山ある光から１つを厳選する役割ってことですか？

>>430
さらに補足しておくと、
> だいたいS0で同位相って何と何が同じなんだよ
ということだが
「S0から異なる方向に進む光同士の位相」が同じになるんだ。

S0にスリットが存在しなければ、S0を通過し
めいめいの方向へ進む光は光源の異なる場所から発する光なので
位相がランダムに異なる。
しかしスリットが存在すると、
回折が起こって光源のある部分から来た光が
広がって進むことになる。
当然別の部分から来た位相の違う光も来るが、
それらが全て平均化されてどの方向に進む光も
同位相になる。

今ならレーザーを使えばいい話だが
ヤングの実験では光源がランプしかなかったため
こういう工夫をする必要があったんだね

>>432
> 意見が割れてる…？
>
> 例えば、スリットS0を取り除いて、複スリットS1、S2に
> 直接光が入るようにしたら、干渉縞は出来ないということですかね。
レーザーなら別だが、普通のランプなどの光ならその通り。
> S0は沢山ある光から１つを厳選する役割ってことですか？
そういう理解でいいと思うよ。

それなら、解答がおかしく感じますね
干渉縞を作るためにS0がある理由は
「S0で位相を揃えるため」くらいにした方がいいのかなと思いました

解説ありがとうございました！

>>427の模範解答だって正しいだろ
その理由を遡ると「S0で位相を揃える」になるだけで

空気中にあるプリズムに光を入射させる問題で

赤色と紫色の光とでは、プリズムの屈折率は紫色のほうが大きく、紫色の場合は赤色の場合よりも大きく屈折する

とあるのですが、この場合空気の屈折率も大きくなってしまって、空気に対するプリズムの屈折率が大きくなるかどうかというのはわからないと思うのですがどうなのでしょうか？
空気の屈折率はほぼ1だと近似しているのですか？

>>437
そうです。

>>438
では空気ではなくて別の媒質を使うとどちらにより屈折するかはわからないということでいいのですよね？

すでに分かってる奴の念押しに答える奴はいるんかね？(横)

http://i.imgur.com/QLfYlDZ.jpg
すんません
大問2の(1)だけどうしても解けないのですがどなたか助けてください…

（１）が解けなきゃその次も出ないと思うが…

自由落下で0.90m落ちる時間を求めて、
その時間で0.60ｍ進むような速さがv

結局解けなかった
あざました

>>439
そうです。

ヤングの実験で明線暗線ってありますけど、その中間の部分ってどうなっているんでしょうか？
強め合うわけでも完全に打ち消し合うわけでもないので、少し明るくなるのかと思うのですが

でも、実際には明「線」とかではなくて幅がありますよね？
ある問題を解いていると、最初のスリットS0の幅を広げると明線の幅が広がる、というのが出てきました

S0からわずかに上下方向にずれた点から出た光は、同じm番目の明線をスクリーン上のずれたところにつくる
よって一つ一つの明線の幅が広くなる

つまり明線に幅があるのは、最初のスリットに幅があるからということですよね？

実際には幅を0にすることなど不可能なので仮に0にすることができるならばどうなるのでしょう？

>>445
> つまり明線に幅があるのは、最初のスリットに幅があるからということですよね？
>
> 実際には幅を0にすることなど不可能なので仮に0にすることができるならばどうなるのでしょう？
幅を0にしても明線の幅は0にならない。
http://www.keirinkan.com/kori/kori_physics/kori_physics_1_kaitei/contents/ph-1/4-bu/4-3-4-1.htm
の回折格子のところに書いてあるが、スリットの数を無限に増やさなければ
明線の幅は0にならない。

>>445
あと補足しておくと

> S0からわずかに上下方向にずれた点から出た光は、同じm番目の明線をスクリーン上のずれたところにつくる
> よって一つ一つの明線の幅が広くなる

これは正しいっちゃ正しいんだが、
この理由はS0を通過する光の位相の不確定さが上がるせいであって、
S0が広くなったから単純にそのぶん明線が広くなるわけではないことに注意。

一様電場Eに電荷q(>0)をおき、外力Fを加えて直線上でゆっくり動かす時、外力の仕事＝位置エネルギー変化となることを運動方程式から導く時の過程を教えてくらさい…
高校物理の範囲じゃなかったらすみませんげ

運動方程式から導くもんじゃない
仕事の定義

>>448
>ゆっくり動かす時
っていうのはようするに外力と電場の力が（ほぼ）釣り合った状態で
動かす時、って意味だ。
ようするに力はつりあってるので運動方程式なんか使わない

>>446
なるほど
スリットの数が増えると明るさの山の幅が短くなるのですね
なんとなくわかりました
>>447
光の位相の不確定さ、とはどういうものなのでしょうか？

>>451
>>446のサイトにも書いてあるが、光源の離れた二点から発する光の
位相差はランダムで相関がない。
これを前置したスリットで絞ることによって位相差を小さくするわけだが、
スリットが太くなればなるほど、スリットの両端の位相差はでかくなる。
位相のθずれた光が干渉すれば、位相のあっている光が干渉してできる
明線よりもλθ/2πだけずれた場所に明線ができるだろう？
このように位相のずれた光が混じりあうことによって明線の幅が広くなる。

>>452
＞光源の離れた二点から発する光の
位相差はランダムで相関がない。
これを前置したスリットで絞ることによって位相差を小さくするわけだが、
スリットが太くなればなるほど、スリットの両端の位相差はでかくなる。

これはスリットS0内の点A,Bを考えたとき、ある時点でのAとBの位相が異なるということですか？

＞位相のθずれた光が干渉すれば、位相のあっている光が干渉してできる
明線よりもλθ/2πだけずれた場所に明線ができるだろう？

えっとこの位相のズレというのはどの光とどの光のことですか？

>>453
> これはスリットS0内の点A,Bを考えたとき、ある時点でのAとBの位相が異なるということですか？
もっというと、Aから同心円状に進む光の波面上の位相と、
Bから同心円状に進む光の波面上の位相が、
それぞれ等距離でもズレてる、って事だね。

> えっとこの位相のズレというのはどの光とどの光のことですか？
スクリーン上にやってきた光については下の4通りが考えられる。
1.Aを通ったあとS1を通ってやってきた光。
2.Aを通ったあとS2を通ってやってきた光。
3.Bを通ったあとS1を通ってやってきた光。
4.Bを通ったあとS2を通ってやってきた光。
これらが全て干渉を起こすわけだが、
1と2が干渉してできる明線と
1と4が干渉してできる明線は違う場所にできるわけだ。
当然ほかにもAとBの中間点から出た光も干渉するわけだから、
沢山の明線が重なりあって全体として明線の幅が大きくなる。

>>454
なるほど…
出来る明線にズレが生じる原因となる位相差は、S0内で大きさが出来ることにより複スリットに届くまでのそれぞれの長さが変わることによるだけではなく、そもそもS0での位相が違うためでもある、って感じですか？

>>455
その通りだね。

たしかにS0の両端からS1,S2への距離差は俺考えてなかったな。
無意識のうちにS0とS1,S2が遠く離れているから無視できると思ってたっぽい。
そのような条件でも、S0内での位相差のために明線の幅はS0の幅によって変化するよ

>>456
この問題の解答に距離の差のことは書いてありました
まだ少し混乱していますが多分理解出来たと思います
ありがとうございました

　電磁誘導でローレンツ力とファラデーの法則の使い方がいまいちよくわからないので質問
させてください。
　長さ r の導体棒が一様な磁束密度 B の磁界の中で、点 O を中心に磁界に対し垂直に円運
動をする。円運動の向きは上から見て反時計回り、角速度はωである。磁界の向きはディス
プレイの表から裏の方向とする。また導体棒の先端を P とする。導体 OP に発生する誘導起
電力の大きさと向きを求める。
v←P
|　　　[×]B
|
|x
|
|
O
　O から x の距離にある電子が受けるローレンツ力の大きさは evB = exωB で、電子は
O→P の向きに動く。電流の向きは P→O である。
　導体棒と同時に動く観測者から見ると導体棒は動かないのだから電子にローレンツ力働か
ない。しかし電子は O→P の向きに動く。このとき電子に働いている力は導体棒に生じた誘
導電場 E による力である。電子が誘導電場 E から受ける力とローレンツ力は等しいから
　　eE = exωB. ∴E = Bωx.
　よって OP に発生する誘導起電力の大きさは
　　V =∫[0,r]Edx = Bω∫[0,r]xdx = (1/2)r^2Bω.

　さて、物理のエッセンスには導体棒が磁場を動くとき、ファラデーの法則を利用するとき
は仮想のコイルを考えればよいとあります。であればこの問題の場合半径 r の円形コイルに
おいて、半径 r の導体棒を 2 つ用意し、一方は固定し、もう一方を動かすと考えれば
　　Ф = BS = B(1/2)r^2ωt.
　　V = |-d Ф /dt| = B(1/2)r^2ω.
　回転方向が磁束が減り、反対方向が増すので、電流はそれを妨げる方向に流れると考えれ
ばローレンツ力で解いた結果と答えは一致します。しかし、本当にこんな解き方でいいので
しょうか？

何が疑問なのかいまいちわからん。
その解き方でいいのかというならもちろんいいんだが。

　ファラデーの法則は「コイルを貫く磁束が変化したとき、コイルに誘導起電力起きる」というイメージで理解していたので、
コイルでない導体棒を勝手に仮想コイルに仕上げて解くのはいかがなものかと（笑）。

>>460
なるほど仮想コイルという手法そのものが
疑問だったのね。

でも、コイルというものは別に特別なものではなくて、
ファラデーの法則は導線の各部分に生じる起電力を
コイル全体に足し上げたらこうなるよ、というだけの法則だから、
実際にコイルが存在する必要は無いんだよ。

でも気をつけるべきなのは、仮想コイルの
仮想の部分に起電力が生じないようにすること。
そうしないと仮想コイル全体に生じる起電力と
実在の部分に生じる起電力が一致しなくなる。

仮想の部分に生じる起電力をちゃんと計算するならもちろんそれでもいいんだけど、
それだとファラデーの法則をわざわざ使う意味がわからないしね

向心力は速度が一定じゃないと成り立たないんですか？

>>463
非等速円運動なら遠心力以外に接線方向の見かけの力も出てくるよ

>>464
例えば小球を糸でつるして縦に円運動させた場合張力は向心力ではないのですか？

>>465
向心力だよ。

>>466
何度もすみません
その円運動が等速でなくても向心力は成り立ちますか？

>>467
「向心力が成り立つ」って意味不明なんだが、もっと詳しく言い換えてみて

>>468
その円運動で向心力の公式が使えるか？みたいな感じです

>>469
向心力の公式ってなんじゃらほい。

運動方程式を変形してF＝mrω^2
てなるやつです

>>469
瞬間瞬間では使える。

>>472
スッキリしました！
長々とありがとです

風邪で一週間休んでいる間に出された問題です。
参考書見ても載っていなくてこれだけわかりません。
中学の時のオームの法則が最近やっとわかったばかりの高1女子です。
よろしくお願いします。

抵抗値A(Ω）、抵抗値B(Ω）の2つの抵抗を接続しE（V)の電圧をかける。
次の場合にAで消費される電力：Bで消費される電力の比をそれぞれ求めよ。

1．直列接続の場合
2．並列接続の場合

>>474
[消費電力] = [電流]×[電圧] : P = IV,
[電圧] = [入力側端子の電位] - [出力側端子の電位] : V = φ_in - φ_out,
[抵抗] = [電圧] / [電流] : R = V/I

>>474
1.
直列接続の場合、A・Bに流れる「電流」が等しい。だから、電流をIとおくと、
オームの法則からA・Bそれぞれにかかる電圧は、IA,IBになる。
電流が等しくて、電圧はA:Bになるから、消費電力=電流×電圧はA:Bになる。

2.
並列接続の場合、A・Bにかかる「電圧」が等しい。だから、電圧をVとおくと、
オームの法則からA・Bそれぞれに流れる電流は、V/A,V/Bになる。
電圧が等しくて、電流は1/A:1/Bになるから、消費電力はB:Aになる。

>>475、476
ありがとうございました。

逆になるの思いつかなかったです。
　

>>474
P = I・V (式0)
　 = I^2・R (式1)
= V^2/R (式2)
（式1と式2は、式0とオームの法則V=I・RおよびI=V/Rからそれぞれ求められる）

※P：電力(W)、I：電流(A)、V：電圧(V)、R：抵抗(Ω)

★直列接続＝それぞれの抵抗AとBに流れる電流Iが同じ
　→電力の比は、(I^2・A)：(I^2・B)
　　⇒A：Bになる

★並列接続＝それぞれの抵抗AとBにかかる電圧Vが同じ
　→電力の比は、(V^2/A)：(V^2/B) = (1/A)：(1/B)
　　⇒B：Aになる

単振り子(一様重力下)って、振り子の先から振り子を固定している点への方向については力は釣り合ってますよね？

>>479
は極座標系の運動方程式を立てるために確認したいだけです

釣り合ってたら円運動にならん

遠心力を考えればね

説明不足でした
糸が引く力Tとmgcosθって釣り合ってます？

釣り合ってないです

遠心力をいれて釣り合うってことですか
どうも

でもやっぱりTも時間によって変化させれば糸の方向の加速度0にならないですかね？

なりません
つりあったら直線運動になるでしょ

回路の中での電池の役割を詳しく教えてください

　長さ L の正方形のコイルが磁束密度 B の磁界を回転するとします。コイルの面積を S、
コイルが磁界を横切る速さを v、角速度をωとします。
　時間ｔが経過したときのコイルを貫く磁束Фは Ф = BScosωt なので、このコイルに発生
する誘導起電力 V は
　　V = -dФ/dt = BSω･sinωt. ･･･････(#1)
　ここまでは教科書や参考書に載っている話です。これを磁界を動く導体棒で考えると、時
間ｔが経過したとき磁界に対して直角となる速度の成分は vsinωt なので '導体棒に発生す
る誘導起電力' は
　　V = vsinωt･BL = BLv･sinωt. ･･･････(#2)
　ところが回路の簡単な入門書では(#2)が 'コイルに発生する誘導起電力' となっています。
しかし、コイルのもう一方の導体棒にも誘導起電力が発生するのですから 'コイルに発生す
る誘導起電力' は BLv･sinωt の2倍になってもいいと思うのですが、そうしなくていいのはな
ぜですか？

2倍になるわけないだろ、
内側の導体と外側の導体に生じる起電力の向きは打ち消しあう方向だ。
しかし内側の導体と外側の導体で速度vは異なる。
よって内側と外側の起電力の大きさの差がコイル全体にかかることになる。

内側の導体が回転軸と平行に回転しているものとすれば、
内側の導体の回転軸からの距離をrとすれば外側はr+Lだから、
コイル全体の誘導起電力VはV=BLrωsinωt - BL(L+r)ωsinωt = -BL^2ωsinωt = -BSωsinωtだ。

部分部分を分解して考えた公式と全体で考えた公式をごっちゃにしてはいけないが、
部分部分を足しあげたら全体と一致するのはあたりまえ。
混乱したら自分で確かめるクセをつけたほうがいいな

　>>489はおそらくコイルが磁界を回転して交流ができることを前提にしているのだろう。コイルは長さLの正方形とあるから
コイルの回転軸はL/2のところにある。つまり ｖ は半径L/2の円運動をしたときの速さだ。したがって
　　v = Lω/2. ω = 2v/L.
　よって、
　　BSω = BL^2ω = BL^2(2v/L) = 2BLv

よって>>489の主張は正しい。

>>491
> おそらくコイルが磁界を回転して交流ができることを前提にしているのだろう。
お前もっとよく考えて発言しろよ、どこを中心に回転しても交流になるだろうが。
>>490だってちゃんと交流になってる。
「コイルの中心が回転軸であること」が暗黙のうちに前提にしてあるってことだろ

応用問題らしくて
わからないです。高2です。
問題
下の図でPQは抵抗値R長さL0の一様な抵抗線で、Bは既知の起電力EBの標準電池、Cは未知の起電力Exの電池である。またAは起電力E0の補助電池である。

スイッチSを電池B側に接続し検流計Gに電流が流れないようにKの位置を調節したところPKの長さがLbであった。
この時のPK間の抵抗値�@。
PKを流れる電流は�Aと表せるのでEb＝�B
スイッチSを電池C側に接続し、再びGに電流が流れないようにKの位置を調節したところPKの長さがLcであった。
このときEx＝�C
以上のことからEb：Ex＝�D：�Eの関係が成り立つ。


──────││││A──────
│　　　　　　　　　　　　　　　│
│　　　　　　　　　　　　　　　│
│　　　　　　　　　　　　　　　│
P────────────────Q
│　　　　　　　　│K
│　　　　　　　　──
│　　　　　　　　　　│──
│　　　　　　　　　　│　│
│　　　　　　　　　　│　G
│　　　　　　　　　　│　│
│　　　B─││─── │　│
──S／　　　　　　│　　 │
　　　　　　　　　 │── │
　　　　　　　　　 │
　　　　G─││──│

ABCの││は電池マークです。

寧ろ逆にワープ技術とか超光速航法とかワームホールを実用化して欲しい
他に別にワープ技術とか超光速航法とかワームホールを実現して欲しい
当然正反対にワープ技術とか超光速航法とかワームホールを開発して欲しい

CがGになっとるな
電池の向きも求めろってのか、面倒すぎ

すいません。
電池は右が短く左が長い記号です。
一番下のCがGです。

ごめんなさい。
この問題だけ解けないし、答えがないのです。

　せめて電池は
　　 -|E|+
に書けよ。

V=Voーgtを最高点で分割すると落下する式はどうなるんですか？
本屋のすべての物理の参考書を見ましたがわかりませんでした。

>>498
>V=Voーgtを最高点で分割する
どうすることなのか詳しく。

>>499
2011年の追試で、解答の最後に、滑り上げる時間と、滑り下りる時間が等しいので、
T＝2tというのがありまして、
それを、鉛直投げ上げと一緒だなと思ったんですけど、
鉛直投げ上げが、上がるのと下りる時間が、なぜ一緒なのかと思いましたところです。

>>500
落下する式も上昇する時も式は一緒
V=0になる時が最高点の時間　つまりt=Vo/g
それからまたVoになる時にかかる時はVo/g

追試ってなんだ
センター？

>>501
ありがとうございます。
またVoになる時、Vはなんなんでしょうか？
>>502
そうです。赤本です。880円と安かったんで、強引に入試問題を解く作戦にしました。

>>503
>またVoになる時、Vはなんなんでしょうか？
いやだからVがVoになるとき

>>503
> またVoになる時、Vはなんなんでしょうか？
おまえ何言われてるか理解してるか？
Voになるとき、ってのはV = Vo になるとき、って意味だぞ？
向きは逆になるが。

すいません。わかりました。最高点で初速度がなくなるというのに意外とつまずきました。

>>506
初速度はなくならない。
速度がなくなる。

初速度は定数。速度は時間の関数。

つまり、V(0)=Vo, V(T)=0, V(2T)=-Voってことね

運動エネルギーの公式 1/2mv^2 について

これは運動エネルギーというものは質量と速度にしか比例しないということしょうか

加速度などの要素は何故無視できるのですか？
この公式を証明する過程で加速度は用いますが、最終的に質量と速度だけの式に持ち込むのは何か意味が有るのでしょうか？

>>509
定義

ありがとうございます
凄く納得しました

>>511
単純に保存するもの求めていったらそれだったってだけだな

もうちょっと話を盛ってくれよ

>>509
原点をたどるならコリオリの論文 (フランス語) を読めばいいだろうけど、
質点の運動量 p が質量と速度の積 p = mv で書けて、
質量が一定のときに 1/2mv^2 の形に書ける (相対論的効果は考えない)。
運動エネルギーは、物体が (その場で) 静止状態になったときに解放され得るエネルギーであり、
ポテンシャル一定の自由空間で質点に与えた仕事がとるエネルギーの一形態。
素朴な定義としては先ず、物体にどれだけの仕事をしたか、ということから始まる。
エネルギーは天から降ってこないし、それそのものは測定できる量ではない。

太陽放射とか揚げ足を取って見たり

>>514
> それそのものは測定できる量ではない。
エネルギーに絶対値は定義できないということ言いたかったんだとは思うが、
エネルギーのやり取りは測定できるぞ。

力のモーメントで釣り合いを求める時、
棒が水平で、棒に対してTやFを水平や直角に分解出来る時は分解してそのまま解きますが
棒が斜めだったりしてTやFを分解出来ない時は
支点の作用点上に力を集めて解きますが
棒が斜めの時にTやFを分解して解く方法はありませんか？
自分なりにやってみましたがダメでした(;_;)
http://i.imgur.com/SorPDky.jpg

>>517
具体的に立てた式を書いてみてくれ。
たぶん、モーメントじゃなくて力の釣り合いの式を忘れちゃったんじゃないか？

>>517
あと、なんか射影をとって計算しようとして混乱してるみたいだけど、
ベクトルが得意ならベクトルの外積を使ってモーメントを計算したほうが速いよ。
そうしなきゃいけないってわけじゃないから使わなくてもいいけど。

ベクトルの外積をつかった点Aの周りのモーメントの定義は、
r:点Aから作用点へのベクトル
F:作用点にかかる力のベクトル
θ:ベクトルrとベクトルFの成す角
N:点AまわりのFによるモーメントとすると、
N=r×F = |r||F| sinθ
のようになる。

>>517
ごめん、>>518は忘れてくれ。
垂直抗力と摩擦力がわからないんだから力の釣り合いの式は立てようがないね。

http://i.imgur.com/sP98Oki.jpg
画像の装置で質量ｍの小球を円運動させる実験で
初速度V(0)でBに滑らしてDから飛び出すときの速さをV(1)とし
BからDにいたるまでの時間をTとして重力加速度をｇとしたとき
小球が半円柱面から受ける垂直抗力による鉛直成分の力積の大きさを求める問題で
自分は小球がB地点で持っていた鉛直成分の運動量とD地点で持ってる鉛直成分の運動量の差から求めようとして
D地点は円の接線方向に速さがあるから鉛直成分の運動量は０でB地点でも０だから差は０って解答したのですが
答えはｍｇTでした
どうしてこの答えになるのかと、どうして運動量の差で求められないのか教えてください

>>517
右上の�Bがほぼ正解。
mg×lcos30°+ Tcos60°×2lcos30° - Tsin60°×2lsin30°=0
を解けばよい。

ちなみにベクトルの外積をつかってとけば、
重力ベクトルとAから中点までのベクトルの成す角は右回りに60°で、
糸の張力ベクトルとAから端点までのベクトルの成す角は左周りに30°だから、
mg×lsin60°+ T×2lsin(-30°) = 0
というふうになって、三角関数の加法定理をつかえば上の式と同じになることがわかると思う。

>>521
なぜ君が間違ったかというと、
（運動量の差）＝（壁の及ぼす力積)+（重力の及ぼす力積）
なのに、重力の及ぼす力積を無視したからだ。
正しい答は、運動量の鉛直成分の差は0だから、
0=（壁の及ぼす力積の鉛直成分)-mgT
よって（壁の及ぼす力積の鉛直成分）=mgTとなる。

ありがとうござあました

>>524
勝手にとっちらかっちゃってごめんね。

>>516
そう。エネルギーの絶対量は (必ずしも) 分からないってことを言いたかった。
ポストしたあと突っ込まれるなって思ったんだけど、連投するほどでもないかなって訂正しなかった。
いまレス投げてるから結局同じだけどね。

>>515
誰かの本で、
　「安易な比喩は物理的な本質を遠ざけ、ときに誤謬を生じさせるので止めましょう」
みたいなことが脚注に書いてあったの思い出した。うん、天から降ってくるよね。

>>526
湧いて出たりしない、のほうがよかったかもな。

>>523
なるほど分かった気がする
たとえば床の上に物体を置いたときも
床から力積をうけているんですね
ありがとうございました

>>528
そのとおり。重力と垂直抗力が釣り合っているということは、
それらの及ぼす力積も釣り合っているということ。

力積の釣り合いって意味わかんねーな
積分してんのに

>>525
いえ

また質問ですが 摩擦が最大になった時に何故TとNが変わるのですか？
モーメント以外でも重さや摩擦が変わったらTやNは変わるのですか？
他にはどういう時にTやNは変化しますか？

>>530
0をいくら積分しても0だろう？

>>531
摩擦が最大になるというか、大きさが変化したときは
水平方向の力の釣り合いをとるために張力の水平成分の大きさがかわらなければならない。
また、張力の水平成分がかわるとモーメントの釣り合いをとるために
鉛直成分が変わらなければならない。
すると、鉛直成分の力のつりあいをとるために、垂直抗力が変らなければならない。
よって、TとNの両方が変わる必要がある。

重さが変わったり、棒に他の力が加わったりすれば当然それらと釣り合うためにT・Nは変わる。
まあようするに一箇所力が変われば、釣り合いを維持するためには全体が変わらなければならない、
ということだね。

寧ろ逆にワープ技術とか超光速航法とかワームホールを実用化して欲しい
他に別にワープ技術とか超光速航法とかワームホールを実現して欲しい
当然正反対にワープ技術とか超光速航法とかワームホールを開発して欲しい

床に置いてある棒の一端を少し持ちあげるのに○Nの力が必要…

みたいな問題のとき、何故使う式がモーメントのつりあいなんでしょうか？
持ち上がる瞬間動いてるんだから、モーメントもつりあってないように思えるのですが

力がいくら大きくても動くのは同じなんだから
動いてる状況を考えても答は決まらんだろ

つまり○Nで端が少し持ち上がったとき、その力をキープしてる状態でモーメントのつりあいの式を
立てているということですか？

〇Nの力が必要、というのは最小でも〇N以上という意味だから、
最小値を与える状態、すなわちつりあいの状態で考えればよい

納得できました
ありがとうございました

（ア） がローレンツ

（イ） がF=ｑ（E＋ｖ×B）

で良いでしょうか。
問題分は次にあげます。

入院している間にすごく授業進まれてしまったので

昨日もらったプリントが全くわかりません。

解答がないまま今日の三時までに提出になるので、教えて下さい。

こんな時間に申し訳ないです。



1930年にアメリカの原子物理学者ローレンスは、イオンを加速し、高エネルギーのイオンとし取り出すサイクロトロンという加速装置を考案した。この装置の動作原理について考えよう。
http://i.imgur.com/ARqawKN.jpg

図のように真空中で2つの半円形の中空の加速電極（形状が文字Dに似ているのでディーと呼ぶ）D1、D2を距離ｄ（ｍ）を経てて置き、中心付近においてイオン源からD1D2面に平行にイオンを放出させる。
D1、D2面内に垂直に一様な磁界をかけておくとイオンはD1、D2面に平行な面内で等速円運動を行う。
磁束密度をB（Wb・�u）イオンの質量をM（ｋｇ）、電荷をｑ（ｃ）（※ｑは正とする）とし、イオンが諸速度V0（ｍ/s）でD1に侵入した時の円軌道の半径をｒ0（ｍ）とする。
イオンには磁界からの（　　ア　　）力がはたらく。

この力が向心力となり円運動の加速度を生じるので円運動の方程式は（　　イ　　）となる。
これから（　　ウ　　）が得られる。
この式から軌道半径はイオンの速さに比例し、磁束密度に反比例することが分かる。イオンがD1に入ってから点P1に達するまでの時間は（　　エ　　）であたえられる。

ローレンスはD1とD2の間に交流電圧をかけその周波数を次のように設定した。
イオンが初速V0でD1に入り半周してP1から出てきた時にD1が正にD2が負になる電位差U0（V）がかかるようにし、電極間の電界でイオンを加速する。この時イオンの運動エネルギーは増加しD2にはいる点P2での運動エネルギーをM、V0、ｑ、U0を用いて表すと（　　オ　　）Jとなる。
ただし電極間隔ｄは十分に狭く、イオンがこの感覚を走行する間の電極間の電位差は一定とみなせるものとする。
D2ないでさらに半周してイオンがP3で出てきた時に今度はD1が負、D2が正になるような電位差U0（V）がかかるように周波数を選んだ。
するとイオンはD1に向けてさらに加速され、イオンが一周してP4に到着した時の運動エネルギーK1（J）は（　　カ　　）となる。

この時粒子の速さはV1は（　　キ　　）で与えられるので再びD1に入ったイオンは半径ｒ１＝（　　ク　　）（ｍ）の円運動をする。
このようにして一周するごとにイオンの持つ運動エネルギーと軌道半径は（　　ケ　　）する。
n回まわったあと軌道半径ｒｎ（ｍ）がR（ｍ）になったとき（電極の半径に近づいた時）にイオンは点0から外部に取りだされる。
この時のイオンの方程式をM、ｑ、R、Bで表すと（　　コ　　）となる。
このようにして加速されエネルギーは高エネルギーを持つイオンとして核反応実験などに利用される。

提出は21日でした。
磁束密度の辺りから授業受けれていないので、困っています。
よろしくお願い申し上げます。

http://i.imgur.com/9n1OWuh.jpg
誰かいますかね？

入院してたんだったら正直にわかりませんつって
先生に教えてもらったらいいんじゃないの？

先生がよほどクソならやりづらいだろうけど

≫545
私が国立志望でなく私立を指定高狙いなので、その先生に嫌われています。
希望大学言ったら、はっきり言われました。

あと大変口臭が激しい先生なので、授業以外で顔を合わせるのは避けたいです。
教卓の近くの席の人もマスクしたりして授業受けているくらいなので。
通っている予備校の理系の授業が、土曜日なんです。
一番中の良い友人が生物と化学選択で頼れず（理系クラスに女子が五人しかいなくて、私以外薬学部と農学部希望です）、
物理のプリント以外は、全部昨日徹夜で終わらせたのですが、物理で評定平均が下がるかもないので提出物を頑張りたいのです。
よろしくお願いします。

ageるな

ごめんなさい。

>>540
イ には運動方程式を入れるところF=とか書いてるし
そもそも物理をあまりわかってないんじゃないの？

寧ろ逆に理解してるだろ
他に別に解釈してるだろ
当然正反対に納得してるだろ

>>546
俺も高校のころ物理の先生と仲がわるくてハッキリ
「お前は後のほうで自習でもしてろ」っていわれてたから
いわれたとおり量子力学の本を勉強してたから気持はわかるけど、
わからないんだったら素直に聞きにいったほうがいいと思うけどなあ。

進まれて　受けれて　かもない

日本語もあまりわかってない

>>539
とりあえずD1の内部では電場は0なのでEはいらない

誤字脱字申し訳ないです。さっき準備室に勇気を出していって来たんですが、教えないと言われました。教えるのは他の生徒に不公平なんだそうです。病気になったのは自己責任で先生には関係ないし、、理系なのに運動部なのとか、希望進路とか怒られただけでした。
今日は図書館行って物理の本を見て来ます。
二学期から学校の授業が教科書使わないでプリント授業になって物理が本当に難しくて(>_<)
もしよかったら、ヒントだけでも教えてください。

>>554
ああ、もう行っちゃったのか。
あきらめて分からないところは分からないなりに自力で解いて出して、
そのあと聞きにいくのがよかったんじゃないのかなあ。

まあその先生はそれでも教えてくれなそうな雰囲気はあるけど。

俺にはこいつが真剣に先生に頼んだとは思えないな

そんな偏屈教師とっくに絶滅してると思ってたが

可哀想。

間違えました。
「可愛そうだから」と怒鳴られていたのを廊下で聞いていた先輩にと言われて
放課後少し説明してもらいました。
ただ先輩もこのプリント難しくてわからないと言われました。
国立10大学の問題をプリントされている可能性があるそうです。
とりあえず今から渡されたチャート式を見て頑張ってみます。

＞＞556、557
敬語使ったし、丁寧にお願いしてみたんですが、「おっぱいで大学行け」って最後イミフの切れ方されました（ｗ

あ？

教育委員会に訴え出てもいいレベルじゃね？

全く信用できないが

え、シンクロトロンなんて教科書レベルじゃね？

>>559
女の子？訴えたら勝てるでしょ

おっぱい揉ませてくれるなら懇切丁寧に教えるよ

>>563
シンクロトロンちゃうわサイクロトロンや

　　　　　　　 　∧＿∧　　　┌────────────
　　　　　　 ◯（ ´∀｀ ）◯ ＜ 僕は、ベータトロンちゃん！
　　　　　　　 ＼　　　 ／　　└────────────
　　　　　　　_／ ＿＿ ＼_
　　　　　　（＿／　　 ＼＿）
　　　　　　　　 　　ｌｌｌ

https://www.youtube.com/watch?v=cutKuFxeXmQ
この模型よくできてるなと思ったら発明者自身が作ったやつなのか

模型自体の画質のいいのはこちら
http://www.youtube.com/watch?v=QhjRcUon0dQ

ΔU=Q +Wされた
3/2nRΔT = Q -pΔV

Q=3/2nRΔT -pΔV
=3/2ΔpΔV -pΔV
=1/2pΔV

この変形間違っていますか？

３行目の移項と
４行目の第一項が２次の微小量になってるのが
おかしい

高2です。

偶力について学びました。
偶力は「2 つの点の距離のみに依存し、作用点はどこかということに依存しない」とのことで、偶力のモーメントが変わらなければどこに作用点を移しても剛体に与える影響は変わらないと参考書に書いてあります。

でも、回転の中心は変わってしまうのではないとかと思うのですが。

また、偶力は剛体を並進させることはなく、回転のみさせる働きを持つとのことですが、剛体の運動を重心の並進と重心周りの回転の合成と考えたとき、偶力のみが加われば、剛体は重心の周りに回転のみするということなのでしょうか。

何か混乱しています。

詳しい方教えてください。

>>572
> 回転の中心は変わってしまうのではないとかと思うのですが。
変わらないよ。
一度長い棒の端っこに近いあたりを中心に棒を回転させてみれば、
棒がすっぽ抜けないように抑える力が必要だということがわかるんじゃないかな？
その力は偶力に含まれていない。

> 偶力のみが加われば、剛体は重心の周りに回転のみするということなのでしょうか。
そうだよ。

>>573

ありがとうございます。

>一度長い棒の端っこに近いあたりを中心に棒を回転させてみれば、
>棒がすっぽ抜けないように抑える力が必要だということがわかるんじゃないかな？
>その力は偶力に含まれていない。
そう言われれば、そんな気もします。

剛体に偶力のみがはたらくとき、偶力の作用点の中点を中心に剛体は回転し、重心もここを中心に回転してしまう（並進はしない）というイメージなのですが、違うのでしょうか。

重力が影響しない状況で、重心が回転の中心という特別な点になることがどうも腑に落ちません。

重心というのはたしかに重力の中心でもあるが、
慣性の中心でもある。

>>574
剛体をちゃんとあつかうのは面倒だから、
重さの無視できる剛体棒でつながれた二つの質点を考えてみよう。
これが重心以外の点で回転運動するとき、
かならず外力が必要になるということが運動方程式から導けるのでやってみるといい。

運動方程式からって言ったけど遠心力の公式からのほうが楽だね

マイナスつくだけの同じ式じゃん

ああそうか、回転運動の運動方程式はこう！みたいに
暗記してる人たちにとっては変わらないのか。失礼。

誰にとっても変わらないよ

まあ無視できる程度の手間かもね。いろいろとスマソ

剛体回転運動は面白いぞ

みなさん、レスありがとうございます。

剛体の回転は難しいですね。
でも、その分おもしろいともいえますが。

遅くなりましたが、お礼です。

摩擦がない床の上に固定されていない台があって
その台上の滑らかな曲面を小球が動くとき
台と小球を合わせた力学的エネルギーが保存されるのはなぜですか？
小球が台から受ける垂直抗力にされた仕事と
台が垂直抗力と逆向きの力にされた仕事が等しくなっているからと思うのですが
どういう風に立式して仕事が等しいと考えたらいいんでしょうか

等しいというより足したら0になるということに訂正します

物理は橋元先生の参考書が分かりやすかった。
受験は無理だけど成績は良いから医学部の推薦入試を受けた。
ついでに慶應ＳＦＣのＡＯ入試も受けている。
今月は物理が分からないけど面白くなってきた。
ブルーカラーに就職する予定。

エッセンスってどうなんですか？
良いという声をよく聞きますがアマゾンの☆1、2のレビューを見たらすごい酷評でしたが、、

高校までの参考書は、大学の試験傾向とか公教育の学習指導要領とかに合わせて年々変わっていくものだし、
一概に良いとも悪いとも言い難いものが多い (エッセンスに限らず、アマゾンでも身内でもあんまり評価が一致しない)。
ある一時期、デファクト・スタンダードみたいな扱いを受けてても、その次には「全く使えない」と言われたりする。
たとえば数学だったらチャート式なんかがそのクチ (らしい)。
なので、レビュアーが現役のときにどの参考書が流行ってたかが結構影響すると思う。

自分が使った感じだと、言われるほど明快じゃないというか、それ単体でなんとかなるという類のものじゃないよね。

物理の教科書は初心者には理解できない。

http://i.imgur.com/PTORyIi.jpg
すみませんここまでしかとけませんでした。
ここからどうしたらいいでしょうか？

>>590
単位をつけろ。あと単位テスラの定義を調べろ。

>>590
公式当てはめるだけじゃね

>>590
これ高校レベルじゃ解けないんじゃね
それにソレノイドの直径が書いてない
Purcellの本の6.5に計算方法が載ってる。ただし中心軸上だけ。

>>593
高校レベルで中心軸上以外の場所の磁束密度とか聞かれるわけないだろ。

大学レベルでも中心軸を外れると計算できないぜ
この問題は中心軸上でもどの場所の磁束密度を聞いてるのかわからんし

　角度θの斜面に高さ 2h、幅 2d、質量 m の直方体が静止しているとき両者の接触線の
一番低い点 C での力のモーメントに関する質問です。
　斜面に垂直な方向の重力 mg･cosθ と垂直抗力は大きさが同じで、作用線も一致して
いるので力のモーメントがつり合うのはすぐわかるのですが、斜面方向の重力 mg･sinθ
による C 点回りのモーメント
　　mg･sinθh
とつり合っている力のモーメントは何ですか？

垂直抗力の作用点が真ん中とは限らない

>>597
　ああ！　そうですね。
　ありがとう！！

例えば机の右端に重りがのっかってる、とかなら
たぶん机の足に均等に抗力がかかるとは思わないんだろうけど、
面で接してるとつい均等にかかると思っちゃうのかな

右端に重り、より斜面に机のほうがより良い例か。

高校の物理の質問なんですが・・・
ヤングの干渉実験で　λ＝ｂ・ｘ/ｌ　ｂは格子定数　Ｘは原点からの距離
ｌはスリットとスクリーンの距離というのがありますよね？
それで入射する波長が異なると強め合う位置が異なるという性質の応用例を
考えてこいと言われたのですが全く思いつきません・・・
助けてください(´；ω；｀)

ヤングの二重スリットをたくさんならべた回折格子というものは、
プリズムのように光を波長ごとに分けるために使われているよ。

これをつかって物を燃やしたときに出る炎色反応を分離して
どんな物質が含まれているかを調べることができたりするよ。

そういえば大学二年のときの実験で回折格子をひたすら回して
水銀灯から出る光のスペクトルの波長を調べたなあ…（遠い目）

回折格子はスリットがならんでいるわけではない

>>603
まあ構造上ちがうけど機能上いっしょじゃん
こまけえこたあ気にすんなよ

透過型の回折格子ならスリットだ

スリットじゃないよ

スリットってなんかイヤらしいね(w

http://i.imgur.com/wW10hos.jpg
この図のsinとcosが逆だと思うのですが……

>>608
図が正しい

>>608
45°だからどっちでも一緒だけど、
60ならどこが60°になるのかよく考えてみ

>>610
考えた結果、逆じゃないかと思ったので質問させていただきました

>>611
逆じゃない

>>611
俺も逆な気がするな・・・
例えば限りなく0度に近い場合
上向きの力がRと一致する。
しかしRsin0=0なので上向きの力は0になってしまう。

>>612
逆だよ

・Rベクトル
・棒
・地面
で描ける三角形において
Rベクトルと棒のなす角は90°
棒と地面のなす角をαとした場合
Rベクトルと地面のなす角は90-α

今回のRsin45°の45°がxを代入していると解釈するなら図は逆
90-αを代入していると解釈するなら図は正しい。

というわけで解説次第だな

>>611
指定されているのは「床と板の成す角」だろ？
ということは、それと一緒になるのは
「水平線と垂直抗力の成す角」だろ？
だから図であってる

>>616
「床と板の成す角」＝「鉛直線と垂直抗力の成す角」

吊ってきます…

慶應環境情報のＡＯに落ちた。
もう大学受験は終わりだ。

慶應義塾大学環境情報学部環境情報学科のＡＯ入試に落ちたから、これで大学受験は終わりだ。

物理学なんて勉強しても、世界の最先端の研究者になれる人以外は意味ないんじゃないの？
あとは、高校か中学の教員になるくらい。

中学生みたいな疑問だな

ここは高校物理の質問を受けるスレなので
受験報告とか物理学を学ぶ意義とかは
どっか適当な該当スレ行ってやってくれ

メコスジ道なんて会得しても、世界の最先端の変態者になれる人以外は意味ないんじゃないの？
あとは、メコスジ騎士団のマスターになるくらい。

質問をしても無視するだけなのに。

君以外にゃ答えてる

>>621
最先端じゃない人も必要なんだよ。それも大勢いないといけない。

何やってても少しでも新しい事が有れば最先端だ
ほとんどの中小企業が最先端やってるのが日本の強み

運動方程式についての質問なんですが
運動方程式の意味は次の通りである、物体が力Fを受けてｘ軸上を運動するときに、力の関数系（ｘ、ｄｘ/ｄｔ）が与えられると
その物体の運動方程式はｘに対する二回微分方程式となり、これをとけばｘ（ｔ）が完全に求まる。
この意味では力は運動の（１）であり、得られた解ｘ（ｔ）は運動の（２）である。
この（１）と（２）はそれぞれ　向き　と　加速度　であってますか？

>>629
合ってない、というか大間違い
たぶんもっと日常的なことばだと思うよ

最先端とか言って、それ以外を切り捨てれば結局は最先端もおかしくなる。

私は今日で物理の勉強は終わりにするが橋元先生の参考書で何となくは理解が進んだ。
大学に進学することはもうないだろうけど高校の成績はそこそこになりそうだ。

多くの人が参加するから少数の優秀な人が現れるのです。
分からない人を切り捨てるのは長い目で見ると駄目になりますよ。

>>633
一行目と二行目矛盾してねえか

そこまでいうなら>>633が全部の質問に答えてあげればいいじゃないか

例えば、ここに針先があったとして
針先から１００メートル離れた球面上に並べた１億個のカメラで観察すると
その針先からは３６０度とゆうか上も下も全ての方向に常に隙間なく光が出てて
しかもそれと同時に全ての方向から光を受けていて
しかもそれが針先以外の空間の全ての点でも言えるとすると
ここが現実ではないか物理が間違ってる気がするけど

>>636
まずは自分の考えていることが相手に正確に伝わるよう表現力を磨くことだ

日本語を勉強しろ

http://i.imgur.com/7DJhKWf.jpg

この問題文の最後の方に、「m=0,1,2,…」ってありますよね？
この「m」とは一体何なのでしょうか？
質量ではないですよね


出来るだけ早く御回答お願いします

>>639
整数倍

自己解決しました
有難う御座いました

自己解決しました
有難う御座いました

0, 1, 2, ... って言ってるだろ

先程の鯖落ちでjaneがクラッシュしてしまい、連投してしまいました

これにて失礼します

思ったのですが、物体Aが台Bの上に乗っている状況で、台Bを下から手で持ち上げたとします
この場合、手は力の方向と動いた方向が一致しているので正の仕事をしていると思うのですが、台BがAに与える垂直抗力も上に働いていて、かつ物体Aは結果的に上に動いていますよね
だとすると、この場合垂直抗力も仕事を（手のした仕事から台の位置エネルギーの増加分を引いた量だけ）していると言えるのでしょうか？
初歩的だと思うのですが、気になったのでよかったら教えてください

台BがAに与える垂直抗力？

>>645
言える。しかし、ふつう仕事をする場合は垂直抗力とは呼ばない。
運動方向と垂直な方向の、仕事をしない拘束力を垂直抗力と呼ぶ。
それと力学では、質問のようにA、B、手の三つを同時に論じることはない。二つの要素に帰着させる。

> 運動方向と垂直な方向の、仕事をしない拘束力を垂直抗力と呼ぶ。

うーむ、これはちょと不正確か。拘束してる系自体が運動してれば仕事をするね。

なるほど、力学では扱わないのですね。
しかし仕事をするとわかって意外でした。ありがとうございました。

この磁気力とはなんですか？
なぜN極は磁場と同じ方向でS極は逆なんですか？
http://imgur.com/fYRtity.jpeg

電流によってできた磁場に磁性体を置くと磁性体は力を受ける。これが磁気力

N極が磁場と同じ方向に力を受けるのは、電場の中に正の電荷を置くと電場の方向に力がかかるのと同じ。S極は電場の中に負の電場を置いたのと同じで、磁場の方向とは逆向きに力が働く

>>651
本当にありがとうございます

ところでこの磁気力というのはこの問題で初めてみたんですが
教科書にも書いてあるような基本事項ですか？
一浪なんでマークの物理の問題は大量に解きましたが記憶にないです…

磁極(磁荷)が磁場から受ける力を磁気力や磁力と呼ぶ

磁気力というのは俺も聞いたことないなあ。磁力ならふつうだけど。
ところで>>650の問題は高校物理の範囲に含まれるのかね。
つまり教科書に書いてあることだけをちゃんと理解してれば答えられるのかな。

>>650
これ模試だっけ？センター？前やったわ

>>654
僕もそう思いました。
僕も一浪です・・・
いろいろ問題を見ましたが、この問題は
あんまり類題がなさそうです

>>652
磁力のことを磁気力と呼ぶことはOKです

普通に物理�Tの教科書に磁気力って書いてあんじゃねーか！

>>655
昨日の全統のセンタープレです、

でも本当にこんな風になるんか？
モノポールがないと無理じゃないのか？

磁石が受ける力については、ふつうは磁力線と電流で説明される。

ttp://www.wakariyasui.sakura.ne.jp/1-2-0-0/1-2-2-1dennryuugajikaikaraukerutikara.html
は同じだな。

>>659
磁気双極子で近似できるということは、そういうことだよ。

磁気双極子なら偶力だけじゃないか？

磁気双極子を積み重ねて大きさを持つようにするという意味だね。
とにかく磁荷の概念が無いと磁石とか面倒だ。

磁性の話は双極子の概念だけで十分です

>>650
この問題はフレミングの左手の法則でも解けるんじゃないか？
導線が受ける力が上向きになるから、作用・反作用の法則から磁石は下向きに力を受ける
どうだろう

は？

>>665
いけますよ

>>665
クーロンの法則は例外として、ふつうの説明では静的な場合でも遠隔作用は使わず
作用反作用は場と物質の間で成り立つとするけどね。

質問させて頂きます
http://i.imgur.com/hXMIaSD.jpg
http://i.imgur.com/f56R5F8.jpg

↑の画像のように、0<x<lにおいて、定常波の節となるxを求めよという問題です
まず自分の答えと模範解答が違っていたので、どこで間違えたのか？ということと、
あともう一つは、定常波のときも解答のような手法は可能なのか？ということです
位相差＝（2m+1）πになるとき、弱め愛というのは干渉等のときによく使いますが
定常波で言えば、これは節に当たるのでしょうか？腹の位置でも時間によっては振幅が０になるときもあるので
このときは弱め合ってる、と言えませんかね？だから、節の位置が一概に弱め愛の位置だというのがイマイチ納得できません

ちょっと混乱してきたのでどなたかよろしくお願いします

女かよ

腹は時間によって大きくなったり小さくなったりするが、節は常に振幅が0の点のことだよね？

あ、φ1-φ2にしたら自分の解答と一致するな…
でも間違ってるんですかね？位相の引く順番もよくわからない…

>>670
男です
>>671
はい

節のx座標は正(0<x<1より)
だからmが正の整数の場合、君の答えが間違いになる。模範解答はmの正負に関係なく節のx座標がでる。(絶対値がついてるから。)

>>673
字が汚くてすいません・・・
一応模範解答の方は（）のつもりでした

もしかして解答と違うところはあまり気にしなくていいんでしょうかね？
解答に『mは整数、ただし0＜x＜lとなるように』と断っておけば、どっちも正解になりますかね？

問題を見せて欲しいです

問題はこれです
http://i.imgur.com/x7THeT0.jpg

あれ？計算したら上の方の答えが出たぞ

うん。なるほど。

そもそも問題文に0<x<Lと書いてないな
で、尚且つ、mは整数やからマイナスがついてる・ついてないは関係ないな

>>669さん
合ってますよ

ありがとうございます
強め合いのとき・・・位相差＝２ｍπ
弱め合いのとき・・・位相差＝（２ｍ＋１）π

これを定常波のときも同様に、
腹の位置（時間によって大きくなったり小さくなったりするが最大振幅を取れる）・・・位相差＝２ｍπを満たすところ
節の位置（常に振幅が０になるとき）・・・位相差＝（２ｍ＋１）πを満たすところ

でいいのでしょうか？

そもそも強め合い・弱め合いの結果が定常波やから、それでOKやけど・・・

腹の位置は2mπではなくmπで
節の位置は(2m+1)πではなく(m+1/2)πやで

経路差で解く場合ですか？それなら
ｍλと（ｍ+1/2）λじゃないですかね・・・

ごめんなさい。
僕の勘違いでした

電流計と分流計の仕組みがよくわかりません。
〜Aまでしか表示というか目盛りがないのにどうやってそれ以上の電流の値を知るのでしょうか。

〜Aまでしか測れないから分流系を使って測れるようにしようぜ ってことじゃないの

>>684
内部抵抗が同じ電流計を２つ並列にすれば2倍まで測れる。

電流計のかわりに抵抗とする。

内部抵抗の9つ分を並列にした抵抗（つまり内部抵抗の1/9の抵抗）を並列にすれば10倍の電流まで計れる。
要するに合成抵抗を1/10にしたわけ。

なるほど。並列にすると沢山電流を流すことが出来るということですね。
あと内部抵抗1Ωで最大40mAまで測れる電流計を200mAまで測れるようにしたい。
このとき抵抗を並列につけて200mA流したとき、必ず電流計：分流計は40mA:160mAなのでしょうか。
それとも30mA:170mAになったりするのでしょうか。

>>687
よく知らないけど抵抗によるんじゃないの

>>687
電流計のフルスケールが40mAなので、200mAのうち160mAを抵抗に流さないといけない。
このとき抵抗は１Ω×1/4=0.25Ωにする。
30mA:170mAなら抵抗は1Ω×3/17のはず。

なるほど。理解出来ました。
ありがとうございます。

こちらの問5について…
http://i.imgur.com/6KquAx1.jpg
http://i.imgur.com/VthqZgH.jpg
付箋にも書いてありますが
何故Rが小さくなるとI0は大きくなるのでしょうか？

抵抗値RをR=V0/I0で近似している
(問題文に書いてる)

これと式�Aを見比べる

>>692訂正します

>>691
(1/(1/R + 1/r_V) + r_A) = V/Io.
回路全体の合成抵抗はオームの法則から電圧 V と電流 Io の比 V/Io になる。
抵抗 R が大きくなるほど合成抵抗は大きくなるので、電流は Io はそのとき小さくなる。
これは、IR = V で V を固定すると I と R が反比例の関係になることと根本的には変わらない。

　(+)Q(-)　　 (+)Q(-)　　　 (+)Q(-)
+--a| |b----c|　 |d-----e|　　　|f----+
　　　C1　　　　C2　　　　　　C3　　　　
　上記３つのコンデンサーを直列に繋ぎ電圧 V で、充電してから、電池を外します。
　その後 C2 の極板間を導線でつなぎます。C2 の極板間を d とします。

　C1 の極板 a と C3 の極板 f は孤立しているので C2 にたまっていた電荷は C1、C3 には移動
できず C2 の極板間 d だけ動いて中和されると考え、その分だけジュール熱が発生する。それは
導線でつなぐ前 C2 が持っていた静電エネルギーである。

と考えていいのですか？

んにゃあああああ
俺の頭から膨大なV^2／Rがあああ

>>695
正しくないだろ

>>221
デモとか無意味ｗｗｗｗ
いくら鼻息荒くしても日本から原発無くならんよ低脳どもｗｗｗｗｗｗ

>>698
爆死すぎワロタ

>>694
ありがとうございます！

>>698
リンク先見てもイミフだ

ほっとけ誤爆だろ

摩擦力についてなんですが
斜面上向きに斜面が動く(ベルトコンベアのようなもの)上に物体を乗せたら物体は斜面した向きに滑って行った。
この条件で動摩擦力の向きは決定できますか？
できたらどっち向きなんでしょうか
気になって仕方ありませんお願いします

動摩擦力は常に床に対する進行方向と逆向き

観測者が静止していて音源が角度θを見込みながら近づいてくるドップラー効果で
例えば『音源がθ=30の位置を通過するとき、観測者が観測する振動数は？』
という問題の答えがVf/(V-vcos30)になるらしいのですが、これは、

�@問題文通り、音源がθ=30の位置を通過する瞬間のとき、観測者が観測する(に届く)波は
θ=26とか27のとき出た波であって、この波の振動数がVf/(V-vcos30)　なのか、
�A音源がθ=30の正にそのとき出した波をライムラグを伴って観測していて、
『θ=30の位置を通過するとき、観測者が観測する振動数は？』という問題でも
実際には、観測者がVf/(V-vcos30)の波を観測した瞬間には音源はθ=32とか33とかにいる

上の二つのどちらの場合の結果なのでしょうか？

>>705
2 だ

極板面積A,極板間隔dの平行極板キャパシターを電圧Vで充電し,電池を外したあと極板間隔を2dまで広げる.
(1)最終電圧を求めなさい。

これが分かりません。

>>707
　教科書読んでるの？　基本問題ですが。

>>708
読みましたが書いてませんでした...

>>709
字面だけ読んでる

>>707
極板間隔を広げる際に何が保存されるかを考える。

>>709
　　　　　　　　　 Q
　　V = Ed = -----･d.
　　　　　　　　ε0A

　　　　　　 Q
　　V'　= -----･2d = 2V.
　　　　　ε0A

横からだが…電気量、電荷が保存されるってこと？

電源から切り離すんだから保存されるだろ

http://i.imgur.com/XFl5MCZ.jpg
低レベルですがこの問4で何で全体の電流が2Iになるのか分かりません
回答は R0＝V/2I となっています

並列抵抗2組が直列に繋がってるだけだろ？

左下の抵抗の電流=左上の抵抗の電流=I
だから

左下の抵抗の電流=左上の抵抗の電流
の理由は抵抗の大きさも、掛かる電圧も等しいから

>>717
ありがとうございます
理解できましたm(__)m

Kとkはどう書き分けるのが主流ですか？
今はkは筆記体、Kはブロック体で書いています

脈絡無い奴ってコミュ障か

質問スレ何だから脈略も何もないだろう
が、テンプレくらいは読め

脈絡ないですが質問させてください
物理のエッセンス電磁気のp54,55の、回路の対称性についてなんですが、exの回答がどこの対称性から求めているのか分かりません。
また、回路の形のみを見たらa-c-eの軸についても対称だと思うんですが対称ではなさそうです。それはなぜですか？前にも質問者がいたら重複すみません

http://i.imgur.com/VlElStE.jpg

テンプレは読んだんですが物理と関係無いってことですかね
バネで書き分けることあったので聞いたんですが

>>722
a-c-eの軸について対称として見て文字を置いてる

>>724
実は、この次のページに
「対称軸があると、その軸上にある抵抗は外しても同じこと。」
て書いてあります。そうするとa-c-eが対称軸だったらおかしくないですか？
でも回路見たらa-c-eが対称軸でも良いような気がします。
もしかしたら電流の流れも考えないといけないということですか？

同じことって何が？

>>726
抵抗をはずしても同じように答えを求められるって事だと思います

>>725
さっきのはI1,I2,I3を設定するための対称で、
それは等電位を探す対称だから話が違う

ばね定数ｋのばねの両端に質量２ｍの物体と質量ｍの板を其々取り付けた。
物体を手で持ち上げて板をつり下げたところ、ばねは自然長からaだけ伸びて
板は停止した。重力加速度の大きさはｇとする。
水平な床の上に板をおき指で物体を鉛直下向きに自然長からｘだけ押し、
指を静かに離した。板が床から離れるためのｘの条件を求めよ。
答えｘ＞5mg/k

自然長からa伸びたとき床から離れますが、なぜこのとき速さが０なのか
正直分かりません。どなたか教えてください。よろしくお願いいたします

問題文から
まず力のつりあいよりka=mgが分かりました
床から離れる瞬間はＮ＋ｋｘ＝ｍｇにおいてＮ＝０として、
kx=mgなのでx=aのときであると分かりました
エネルギー保存より
0+(1/2)kx^2-2mgx=0+(1/2)ka^2+2mgaという式を立てねばならず
Ｎ＝０時の物体の速さ０が必要になります

慣性があるから止まってる物体は静止し続けようとする、つまり力が働き始めたとしてもその瞬間すぐに速度が現れるわけではない

板が床から離れる前は静止しているから、床から離れた直後も速度は0になる

何の速さが0なの？
主語を書こう

>>719
自分と採点者が区別できれば書体なんて何でもいいのでは？

書体ではなくkとＫの使い分けについていっているなら
バネ定数はk 単振動の復元力はKで書くように習った覚えがありますが
入試では普通使っていい文字は与えられるものだと思いますし
そうでなければ自分で定義することになると思いますが、それなら主流の書き方？も関係ありませんし
そこまで心配することはないでしょう

力が加わる即ち加速度が生じる瞬間に速度が0でも何も問題はない

>>731>>732>>734
回答ありがとうございます。あいまいな聞き方だったようで
申し訳ありません。

手で床に押し縮めた後、自然長からa伸びたときに物体の速さが０
になるのはなぜなのかが教えてほしいです。（>>730のエネルギー保存の式の
右辺の最初の項が０になる理由に相当）よろしくお願いいたします。

板が床を離れる条件を満たしていない限り、板は床の上にあり、床に対して静止している。

>>735
単純なバネの単振動の時と同じ
ちなみに板が離れた(として)そのあと物体は鉛直下向きに落下するよね？その瞬間のことを言ってるの
壁や天井・床にバネの片方が固定されてないとイメージしにくいかもしれないけど、所謂“振れ幅MAX”の瞬間に物体の速度が0になるのは同じだよ
別な言い方をすると「物体の速度の向きが反転する瞬間は速度0」

>>737
回答ありがとうございます。
板が離れた(として)そのあと物体は鉛直下向きに落下する
というのが正直なぜなのか分かりません。証明できないでしょうか？
所謂〜からの後半部は分かりました

左右に動く理由など何も無い

>>730>>735
0+(1/2)kx^2-2mgx=(1/2)2mv^2+(1/2)ka^2+2mga
が正しい
v=0でなくとも離れる
v^2>=0として不等式を解くと
v>=5mg/k
君の立てた式は、xの最小値に対する式であり、それだからこそ
v=0になっているだけのこと

　a-c-e に対してa-b-eとa-d-e が対象として説明ししているではないか。

　まさか対称軸の a-c-e が a-b-eやa-d-e と対象と思っているのではあるまいね。

　 a-c-e はC点での分岐が4ヶ所ある。つまりC点では電流の分岐が4つ。
　これに対しa-b-eとa-d-eの電流の分岐は最大で3つ。

>>740
回答ありがとうございます。
直感的にｖが大きくなるほどｘが大きくなるので
ｖはなるだけ小さい方がよく、ｖが最小（＝０）のときがｘが最小のとき
というわけですね。

一応確認させてほしいのですが、板が床から離れないときは
つりあいの位置から下に縮めた距離＝つりあいの位置から上に伸びた距離
は成り立ちますか？

この問題の(2)のウを力積や慣性で求めるやり方教えてください
http://i.imgur.com/5qpXHm4.jpg

>>743
（２）のウだけでいいから答えも載せてくれませんか？
√やら分数やらでここには書きにくい答えになりそうなので

人柱がリンク押したら見てやろう

>>743
＞力積や慣性で求めるやり方

何を想定してるのか理解が出来ない。解答例上げてくれれば別解はのっけよう

>>743
力積は運動量の変化と絡むけど
今回のケースだと速度は既知でなくて(板や小物体の速度やその関係式を別に持って来ないといけなくなる)、板の長さＬを使いたいから遠回りになるよ。

慣性ってのは多分慣性力を言いたいのだろうけど、慣性という言葉をそういう使い方する奴は慣性力についてわかっていない気がする。
そもそも、慣性力が「非慣性系」で働く力というのは理解してる？

>>743
自分なら相対加速度で解くかな

慣性力を考えて、運動方程式を立てれば、結局は相対加速度と同じ加速度が求められるけど

力積は・・・ V^2 - v^2 = 2ax の式を使ってＬ移動した後の速度を求めれば使えないことも無い

抵抗による電圧降下って電子が抵抗の分子か何かにぶつかって運動エネルギーを失うから起きるのですか？

そういうモデルを考える事も出来るよね。

>>749
直接失うのは運動エネルギーだけど、巨視的に見れば失うのはポテンシャルエネルギー

>>749
金属のDrude模型

>>744>>746>>747>>748
遅れましたが答えを載せました
解答では相対加速度で解いていますが
こういう運動系で時間や距離を求める時には
力積や保存則で解けるのでは？と思っているのですが
どの問題にでも使えるというわけでは無いのでしょうか
http://i.imgur.com/If68WXs.jpg

そしてこの問題ではH=2hなので保存則を使ってて3mgh=1/2 mV^2 V=√6ghとなるのですが
解答ではVy=3√gh/2 となっています
三角の所では摩擦も無いし重力は経路によらないから地面に落ちた時の速度は同じになると思ったのですが何が違っているのでしょうか
http://i.imgur.com/Fgev5q9.jpg
http://i.imgur.com/thO4jE5.jpg

そして最後に、この問題で距離AB、ACを求めるのですが
Vで答えろと有りますが(1)でvの分母にmがあるので
距離のVに代入すると距離の単位にmが交るのですが
これはどういうことなのでしょうか
説明してください お願いします＞＜
http://i.imgur.com/QVu0sLG.jpg
http://i.imgur.com/m67jKWZ.jpg

最後の問題はまだ解いていませんが

＞そしてこの問題ではH=2hなので保存則を使ってて3mgh=1/2 mV^2 V=√6ghとなるのですが
解答ではVy=3√gh/2 となっています

この部分がよくわかりません

V=√6gh と Vy=3√gh/2 は別もの速さですよ？

Ｖはいわば斜めの速さ ＶｙはそのＶのｙ成分の速さです

単位まで考えなくても問題は解けますが、一応計算して納得してみるのがいいでしょう

（４）の距離の答え

ＡＢ ＝ v^2/2gμ 、これに v = a√k/m を代入すると

ＡＢ ＝ a^2k/2mgμ となりますね

これの単位だけを取り出してみると

[m] [m] [N]
――――――
[kg] [m]/[s^2] [m]

となりますが、力の単位[N]の定義から
[kg][m]/[s^2] ＝ [N] できます

すると
[m] [m] [N]
――――――
[N] [m]

こうなります
あとは約分すれば[m]だけ残ります
よってＡＢの単位は[m]となり、何の問題もありません

>>754-755
ありがとうございます 単位のことはわかりました
ですが何故この三角の奴は速度が斜めと鉛直に分かれているのですか？
なぜ斜めの速度だとわかるのですか？
この問題ではそのまま公式が使えるのに何で…
http://i.imgur.com/x2mcA1L.jpg

少し追加です
三角の面を滑り落ちる時に斜めになるんだとしたら
じゃあ何故↑の問題はそのまま鉛直のVになるのですか？
斜面は共に摩擦は無いから経路が直線か曲線か違うだけなのに
何故この時はB点やE点ではそのまま使えるのですか？
斜めを滑り落ちてるのだから
Vは斜めの速度でVyは別にあるはずですよね？
ああああわかっていたつもりなのに全然わからなくなってきました

あなたのいう速度のわかる「公式」とはどの公式ですか？
斜めの速度をｘ、ｙ成分に分解するということがわかっていないのかもしれません

>>757
すみません,もう寝たいので推測でモノを書きますが

＞じゃあ何故↑の問題はそのまま鉛直のVになるのですか？

これでいう鉛直のＶとはどの速さのことですか？

VBは水平
VCは斜め
VDは水平
VEは斜め
です。 鉛直の速さはありません 向きは見たまんまです
真上、真下に球が動いているように見えますか？
点Eでは真下に動いているように見えるかもしれませんが、点Cでは斜めなの

はわかりますよね？
VCは斜めなので、Ｖｘは０ではありません
つまり、点Ｃで飛び出した球は、ｘ軸方向に等速度運動をします（球には重

力しか力が働きません。 重力は下向きで、横向きの力はありませんね、だ

から等速度です）
よって必ず横向きに動くわけですから、どこまで落ちても理屈の上では球は

真下に落ちません

これが斜方投射というものです 発展分野だったかもしれませんが、教科書に一応載っています

球面波って中心(波源)では振幅無限大になるのですか？

なんでそんなふうに思ったのか分からんが、後進波は打ち消しあって存在しないから中心に波が集まって振幅が極大とかは無いからな

振幅はrに反比例するのでr＝0で無限大になりませんか？

>>759
ありかとうございます
8割理理解しましたけどまた分からなくなってしまいました
http://i.imgur.com/KSESbqt.jpg
高さhにあるAから転がしてB点の時の速度は√2ghですよね
B点での速度成分は斜めですがhは鉛直での数値ですよね？
斜め成分の速度を求めるのに鉛直成分の高さを使っていておかしくないですか？
紙に書きましたが速度が斜めなのでhを斜めに直したらAB=h/sinθになります
それで保存則使ったら斜めのVの数値が違っているのですが…
鉛直成分をそのまま使った時は水平のVが出て高さ成分を斜めに変換した時は斜めのVが出るのですか？？？
http://i.imgur.com/Fgev5q9.jpg
でもそうしたら以前上げたこの問題でもH=2hだから鉛直成分の高さ3hなのに
vを求めたら斜めの成分っておかしいですよね？
鉛直成分の高さ3hを利用したら水平Vx又は鉛直のVyが3mgh=1/2 mV^2になりますよね？
高さは鉛直なのに斜め成分のVが出ているのっておかしいですよね？
一体何がなんだかわからなくなってしまいました

＞B点での速度成分は斜めですがhは鉛直での数値ですよね？
＞斜め成分の速度を求めるのに鉛直成分の高さを使っていておかしくないですか？

鉛直方向に働く重力mgに対して考えているポテンシャルだから鉛直成分の高さなのはおかしくない

そもそもエネルギーに方向は無い。

＞それで保存則使ったら斜めのVの数値が違っているのですが…

斜め方向に考えるなら重力が斜め方向にする仕事を考える必要があるので力はmgでなくてmgsinθになる。

位置エネルギーの公式がmghみたいなアホな勉強する前に、教科書のエネルギーと仕事の説明文読み返して教科書のエネルギーと仕事の定義暗記しろ。

斜面垂直方向に分解したときの重力の仕事を計算すると、重力がmgsin(θ)、変位がh/sin(θ)なので（AB・sinθ＝ｈよりAB=h/sih(θ)）
仕事の定義から「mgsinθ・(h/sinθ)=mgh」になるよ

結局重力は鉛直下向きにした仕事してないから斜面垂直/鉛直方向に分解するのは遠回り

つまり、力を成分分解するより変位を分解して該当する力がどれだけの仕事をしたのか求める方が楽
加えて言うならこの場合「重力の斜面鉛直方向がした仕事」も考慮にいれないといけなくなる。今回たまたまゼロだけど。

>>760>>762
波は波長以下のサイズに集中できない

>>764
>>765
元にするエネルギーは方向考えなくていいんですね？
高さは斜め考えなくてそのままでいいんですね？ｱｻﾞｽ

>>767
運動エネルギーに使うのは「速さ」だからね
「速さ」は「スカラー」であって向きは無い
ちなみに「速度」は「ベクトル」だからｘとｙで分解できるんだよ

>>767
＞元にするエネルギーは方向考えなくていいんですね？
＞高さは斜め考えなくてそのままでいいんですね？ｱｻﾞｽ

なんでこう安易に紋切り型で適当に覚えようとするのかな…

暗記しか手段がないのは気の毒

物理は暗記したら負け

定義は暗記しないといけないけど
解法はなるべく理解したうえで頭の中でテンプレ化するのがいいよ
解法丸暗記だと応用問題に対応できない
でもセンター試験みたいな速さが大事な時は基本的な解法は頭にあったほうがいい
その兼ね合いはたくさん問題を解いて自分で見つけるしかないと思うよ

仕事は定義だけどエネルギーの導出くらいはしてみようぜ

暗記する所が違うんだよ。理解とかいっても結局暗記だからな。
センター試験に早さなんてカケラも要らないと思うが。アレに速さがいるなら二次試験とかどうなっちゃうの？ってレベル。

>>772はセンター物理よりセンター数学を意識している気がする。
数学の方は試験形式も相俟って煩雑な問題が多い。

よく分かるな。俺にはそのエスパー無理だった。
二次試験考えると、珠算一級とかでもない限り時短の為に物理の有名な答え覚えるとかあるけどな。
波の問題とか設定もほぼ同じで聞かれる値も同じだから解ける上で結果覚えた方が断然お得。

弾性力とは結局分子間力であると思っていいのですか？

>>777
ミクロの世界で見ればそういうことになるんだろう

弾性力も分子間力も、それぞれ異なる方法で力を分類したものだから、
両者が同じとか、同じじゃないというのは些末な問題だと思う。

力の正体について考えるのは別でやってくれ。

例えば、宇宙空間で物体を押したとしてその物体は運動を続けますよね？
この場合は力が働いてないのに動いていることになると思うんですが、仕事はこの場合どうなるのでしょう？

>>781
力学初めて習う中学生か？
運動している物体に何の力も加わらなければ物体が仕事なんかするわけないだろ

ではこの場合の物体は何か力を受けているのでしょうか？

仕事をするのは物体ではなく力

>>783
受けてないから慣性の法則が成り立つ

現実の宇宙空間では万有引力の影響を考慮する必要はあるだろうね、この例についての本質とはズレるけど。

>>784
納得がいきました
ありがとうございます

>>766
嘘ついたらだめですよ？
波長以下に集中できますよ？

「回折を利用した方法では」

どうやってやんの？

>>787
それが波だと思ってるのか
「光を波長以下に集中できる」をどう思ってる

波動方程式が成立する限り球面波解は存在する。

問題は波動方程式が成立するかどうかであり、
媒質や波源の特徴的長さ以下の領域で波動方程式が破れることにより、
無限大の発散が現実には実現しないと考えられる。

だから、媒質や波源の特徴的長さに比べて十分波長が長ければ、
波長以下の領域に波動が集中することも十分可能だと思うが。

やってみろ

AMラジオの送信所とか

　コンデンサーのエネルギー保存でちょっとわかりにくいことがあるので教えてください。
　極板間隔 d、容量 C のコンデンサーに電圧 V をかけたまま、外力を 'ゆっくり' 加え、極板間隔を 3d にする。容量は C/3 になるから静電エネルギーの変化は
　　(1/2)(C/3)V^2 - (1/2)CV^2 = -(1/3)CV^2.
　電池のした仕事は
　　V( (1/3)CV - CV ) = -(2/3)CV^2.
　　電池のした仕事 + 外力のした仕事 = 静電エネルギーの変化
であるから
　　-(2/3)CV^2 + W = -(1/3)CV^2.
　　W = (1/3)CV^2.
　これって結局外力のした仕事とコンデンサーが放電した静電エネルギーは電池を充電するために使われたと考えていいのですか？

化学的に作られた起電力Vが充電されたって本気で思ってるわけ？

電池が充電されることもあるだろうけどほとんどはジュール熱として消費される

たとえば二次電池でも充電されるより電池で熱が発生する方がずっと大きいのですか？

>>794
いいよ
外部から見て理想的な電池(電源)を考えているのだから内部の化学反応とか熱などを考える必要はない

http://uni.2ch.net/test/read.cgi/sci/1364780009/190
　　↑　　↑　　↑　　　↑　　↑　　↑

>>798
いや、電池の内部を考えない以上、電池に対して仕事がされた以上の情報、つまりその仕事がどういうエネルギーに変換されたかは、考える必要などないだろ

>>798
?
普通は全部熱エネルギーになったと考えるだろ？

理想的な電池なるものを持ち出した時点で
電池に関するエネルギー保存則は成り立たないと考えるべきでは？
理想的電池は無尽蔵にエネルギーを引き出せるのだから。
逆に無尽蔵にエネルギーを吸い込むこともできるし

化学エネルギー変換だけだろ

化学エネルギーに変換され、蓄電されるのか、あるいはジュール熱として逃げてしまうのかの議論は少なくとも電磁気学の範囲外だと思うの

回路図に出てくるいわゆる「電池」は、
実のところ「起電力」を表しているのであって
その実体を考える必要はないのでは。

外力を十分ゆっくり加えたのであれば、可逆変化が実現すると期待できる。
則ち、Joule熱でなく電池の充電に使われると考えてよい。

電気容量をt=0のときC=C_i、t=τのときC=C_fとなるよう一次関数で変化させる状況を考える。
この時 C = C_i + (t/τ)(C_f-C_i) となる。

コンデンサに蓄えられた電荷をQとするとQ=CVであり、
流れる電流Iは I = dQ/dt = (C_f-C_i)V/τ である。

回路全体の抵抗をRとした時、Joule熱としての消費Eは
E = ∫[t=0→τ] dt RI^2 = (C_f-C_i)^2V^2/τ となるため、
τ→∞とした時E→0が実現する。

>>806
最後の積分おかしいだろ

あ、スマン Iがtの関数じゃなくなってるのか
確かに式としては成り立ってるが…

論点整理して欲しいんだが
少なくとも電池は電荷を蓄えないのだから当然充電なんてされるわけがないだろ

じゃあ>>806の(通常は指数関数的に変化するコンデンサーを)「一次関数で変化させる」っていう仮定が現実にあり得ないってことになるの？
確かに「即ち電池に充電される」とも考えられないが

>>810
ケチついてんのはそこじゃない

>>811
電池に仕事されてもそもそも前提として充電はされないはずだってこと？

>>809
二次電池は充電可能だし、
実際鉛蓄電池であれば Pb ⇄ Pb[2+] + 2e[-] の形で電荷を蓄えている。

一次電池とされているものはもっと複雑な要因で不可逆性が生じているのであって、
理想的に電磁気学と熱力学だけで考えれば、可逆の二次電池を基礎として考えるべきだろう。

>>810
元の設定のdを一次関数で変えればよいだけ。
指数関数的に変化するのは電荷の話で電気容量の話ではない。混同するな。

理想的な電池ってふつう二次電池じゃなくて
内部抵抗のない直流定電圧源のことだけどね

内部抵抗なしの直流定電圧源ということは、電荷を自由に出し入れできるということ。
電位が低い側から電子を引っ張ってくる操作が放電に、
電位が低い側に電子を戻してやる操作が充電にほかならない。

電池じゃなくて加速器だと思った方がいいのでは

加速器は電力で電荷を動かすんだからトランスと同じだな

>>817
0点

考える必要性がないのは分かるけど現実にその仕事がどういう経路を辿るのか興味はある

>>818
0点

点光源、凸レンズ（焦点距離ｆ、半径R)、スクリーンを
左から順に等間隔aで一直線上に並べる。
このときスクリーンには明るい円が見られる
この円の半径はいくらか。

作図さえ分かればよいのですが、長さのある物体と凸レンズ
の作図のルール（光軸に平行な光は焦点に進む、
レンズの中心をとおる光は直進する）が使えず作図できません
（使えはしますが一本の直線が引けるだけです）

凸レンズの手前側の焦点を通る光は光軸に平行に進む、も使えはしますが
レンズの中心を光軸に平行に進む一本の直線が引けるだけです

>>821
答えなに？

r(a-f)＾2/af

であってる？

>>821
ごめん

r(a-2f)/f

に訂正する
こっちは合ってるかな・・・？

レンズの端を通る光の軌道がわからんってことね
水平な光が焦点に向かうのと同じ角度で曲がると近似するんじゃないの多分

理想的なレンズ（収差なし）であれば、
焦点の外側にある1点を通過する光線は全て、
レンズの反対側でも1点で交わるということがヒント。
（だから実像ができる）

>>824
符号逆じゃね？

絶対値だな

aがfの二倍より大きいか、とか考慮してなかったな

確かに絶対値にしたほうが正確かもしれない
あとrにしちゃったけどRだったので

R|a-2f|/f

に訂正

これでも違ったら恥ずかしすぎるなぁ

>>829合っています。

>>825
解答は確かにそのように曲がってますがなぜそういう作図になるのか知りたいのです

>>826
＞焦点の外側にある1点を通過する光線？
光源は焦点の内側ですが？

どういうルールで作図したのか教えてください。よろしくおねがいします

>>830
凸レンズに斜めから入射する平行光線は、焦点を通る光軸の垂線上で交わる

言葉にするとぐちゃぐちゃだけど↓のサイトにわかりやすく図があるから見てくれ

ttp://www.tagen.tohoku.ac.jp/labo/ishijima/para-01.html

この性質って教科書に載ってるのかな？
自分が知ってるのは過去にこの性質を使う問題を解いたことがあるからなんだけど
そのときは問題文の中で与えられていたんだけどな

>>830
(1/a)+(1/b)=1/f
の式は知ってるの？

いわゆる普段やってる作図の像が出来る位置がbってのは分かる？その一点にレンズからの光全てが集まるって考えるとレンズから距離aの位置でどう集まってるか予測できる。


大前提として、普段作図で使ってる日本の線ってのは分かり易い(作図しやすい)から代表して二本書いてるだけで
その光線が交わって像が出来る所には出発点が同じならレンズの任意の部分を通ってもその結像する点を通るわけだ。

だからレンズの任意の場所から結像する地点を結ぶ線が実際にある無数の光線になるわけ。

この問題ではレンズの端っこから求めたb点への光線が1番端の光線になるからそれがスクリーンの何処にぶつかるかを考えてる

申し訳ありませんa<fという条件を抜かしていました。
つまり>>832さんの公式ではｂ＜０となります。
しかしスクリーンに円（円環？）が出来るというのは実像ですよね？
虚像と実像が同時にできているようです。

この問題の場合は焦点の内側の光源から放射状にレンズに光が向かっているので
>>831さんの斜めになる光は存在せず、今回のケースとは違う気がします。

>>833
点光源の像が出来るとしたらそれは点じゃないといけない
円が出来るというのは周りより明るい場所が出来るということで
像が出来る（光が一点に収束する）ということではない

と思う・・・ （物理用語は良くわからないので、像とかの定義ははっきりわかりませんがすいません）

したがって、今回b点は存在しません 像が出来ないのでレンズの公式は使えません

俺の答えはあってたんだよね？
もしかしたら理屈は違うのかもしれないけど、とりあえずやり方だけ書くわ

�@点光源からレンズの端に線を引く
�Aそれと平行にレンズの中心に線を引く → 直進
�Bそれと平行に光源側の焦点に線を引く → 光軸と平行になるように屈折

�Aと�Bが>>831に書いた性質どおりに焦点の上下で交わる
その交点に�@の線を交わらせてスクリーンまで引く

後は相似を利用して数学的に求めていく



点光源からレンズの端に線を引く →

>>834の最後の行

点光源からレンズの端に線を引く →

は無視してくれ メモ書きを消し忘れた

>>834
b使えるから。
適当な事いってんなって

虚像になってると
光源から出る光はレンズを通ると、虚像の位置から真っ直ぐやって来た様に見える。

虚像の位置が分かれば、そっから始まってレンズを通る直線上に光線が存在するから

軸上のb点の位置(レンズの左側にある)からレンズの端に向かって直線引いてaの位置(レンズの右側にある)スクリーンにぶつかった点の位置迄光が届いている。

書き方悪かったな。

＞しかしスクリーンに円（円環？）が出来るというのは実像ですよね？

これは間違い。スクリーンの光の当たる部分であって像ではない。

点光源の像なら点になってるはず。

OHPとか映写機とスクリーンの間に体割り込むとそこが明るくなるだろ。
像が出来てるとかでなくて、単に光が当たる範囲かを聞いてる。

＞虚像と実像が同時にできているようです。

レンズと光源の位置関係が決まると、像の位置は決まる。その像の出来る位置を利用して光の通る範囲を考えようねって話

a<fなら出来てるのは虚像で虚像の位置とレンズの位置関係から、点光源から出てレンズを通ってスクリーンに到達する光がわかる

>>836
あー
a<f を知らされてないとき自分の図では a>f と仮定しちゃってたから
虚像のことまったく考えてなかった

間違いを指摘してくれて助かりました

電場０⇒電位０は偽だけど
電位０⇒電場０は真ですか？

すみません。あげてしまいました

>>839
偽

>>841
ありがとうございます
電位０で電場があるときは具体的にどんなときでしょうか？

>>842
ポテンシャルが φ(x) = -Ex (E: 定数) で与えられる場合
φ(x=0) = 0 だが電場は -dφ(x=0)/dx = E ≠ 0

そもそも電位なんてすきに基準点とっていいんじゃないの？

>>843
ありがとうございます
式だと納得です。平面に点電化をおいて考えてたので混乱してたみたいです

>>844
例えば位置エネルギーと同じように無限遠を基準にとる(こともある)

初歩的な質問で申し訳ないのですが、丁度出たので質問させていただきます
「無限遠を基準にとる」ということはどういうことなのでしょうか？式として無限遠に基準点をとってやりたいことはわかるのですが、「無限遠」という基準点の意味がよくわかってません

電荷や質量のような源からの距離が無限大の場所が無限遠点

「距離が無限大」ということは、無限の限りが無いという定義から「距離が無規定に大きい」となると思うんですが、しかし無規定である距離に点を置くことは不可能であって、やはりその距離は有限でなければならないんじゃないかと思ったんです
「0.9999....=1」が何故かということは「1に無限に近い」すなわち「1に無規定に近い」すなわち「1」ということからわかるんですが
この「0.999....=1」が成り立つのは左辺が無限に1に近いからであって、「基準点」を取る場合にもそれが成り立つのかどうかわからなくて

>>849
>無限の限りが無いという定義から「距離が無規定に大きい」となると思うんですが
式としてすら分かってねーじゃねえか
ポテンシャル φ(x, y, z) に境界条件 lim_{ r → ∞ } φ(x, y, z) = 0 (r := √(x^2+y^2+z^2)) を課すことが「無限遠点を基準に取る」ということ

端的に言うと、「無限の距離に基準点を置く」すなわち「無限の距離を規定する」ということが可能なのかなと

物理でも数学でもなくただ言葉遊びしているだけだな

>>850
式の都合上のやりたいことはわかりますが、「r→∞」の意味というか、「∞」はどういう量を示し"得る"のかというか
「r→0」って言うなら「0」すなわち同一点って理解できるんですが、「lim」てことは何かに極限に近いのだろうけれど。
「無規定に大きい」と言ったのは単に無限の無規定性について言ったつもりでした
>>852
物理すら運動って何ってとこでつまづく性癖なので

>>853
数学的にはイプシロンデルタ論法で定義される
物理的には>>848の通り

>>849
こまかいことだけど 0.999... は Σ_{n=[1,N]} 9*(1/10)^k = 0.999...9 ('9' が N 個ならぶ) の N → ∞ の極限であって、
それは厳密に 1 に等しい。つまり 10 進法で 1 を表現する方法として、 「1」 と 「0.999...」 の二つがあって、
それは実態としてどちらも同じものを指している。0.999... は 「1 に無限に近い何か」 ではない。

>>849
> 「0.9999....=1」が何故かということは「1に無限に近い」すなわち「1に無規定に近い」すなわち「1」ということからわかるんですが
納得することと、分かることは違うぞ。
板違いだから言いたくないが、実数において、「0.999....=1」が意味することは、
「0.999....は無限に1に近い」ではなく「0.999....は1である」であって、
語弊はあるが「0.999....は1の別表記である」と言い換えてもいい

思ったことを推敲せず垂れ流すあたり
自主ゼミなんかに紛れ込むと面倒な奴だと予想できる

>>854
詳しくググってきます
>>855-856
数学的な理解はしているつもりです
「0.999....」を「1から0に無限大に近い数引いた数を引いた数」と誤解していました。ちゃんと定義を調べるべきですね

考えている事が無意味
数学的操作で無限遠が出てくるだけで、数学的に無限遠が想定出来るってだけで十分。
実際に無限遠とってるわけでもないし、実際に無限遠が必要だとしても現実の話なら測定誤差の範囲の距離で無限遠とほぼ同じになるような距離取ればいいだけ

数学的なことを言い出せば lim_{ r → ∞ } φ(x, y, z) が存在しない可能性だって普通にある
実際、x軸方向に一様な電場がかかっている系であればその極限は存在しない

>>859
もちろんです。物理学はあらゆる理想的な前提から成り立っているのだから、この質問はナンセンスそのものです
こういう考え方を物理学に持ち込むのは阿呆だ

>>858はミス、「1から0に無限大に近い数を引いた数」でした

> 無限大に近い数
「無限に近い数」または「限り無く近い数」な

>>863
ですね、予想変換で勢いで書きすぎ、というかなんで気づかないのか

>>853
lim は「極限に近い」じゃなくて極限操作そのもの。∞ は普通には数として扱わない。
∞ がよく分からなければ、r が取り得るどんな数よりも大きな数、とでも思っておけばいい。
たとえば、r の範囲を [0,R) とすれば、R 以上の数がそれに当たる。
あとで計算しやすいように R の値を変えていけばいい。

あと、r→0 の極限は r = 0 にすることではなく、「同一点」を表さない。
たとえば、r を非負の実数として、ポテンシャルが
　φ(r) = 0 (r = 0)
　　　　 = 1 (r > 0),
で表されたとすると、φ(r = 0) = 0 だが lim_{r→0} φ(r) = 1 になる。
lim の内側では r は常に r > 0 なのでこういうことが起こる。

>>865
前半は(数学的に)すごくわかりやすいです
後半は確かに同一であるなら局所的なふるまいを求められませんね。正確に書くべきでした

>>847
U(∞)＝0のことでしょU∝(1/r)のとき
別にUの原点はどこでもいいんだが

>>865追記。
R の値を変えてけば、と言ったものの、最終的な計算結果が R に依存するようでは、
得られた数値は何らかの意味で健全ではない。
それっていうのは例えて言うなら、「メガネを掛けたら物理法則が変化した」というくらい奇妙な現象だから。

こんなスレで禅問答に付き合うなよ。他行け

>>867
しかし「それが何か」と問う形式がナンセンスなのは理解しているつもりですが、せっかく物理学やってくならそんな見方も必要かなあと思いまして
ニュートンだって「このリンゴはなんで上に行くでなく爆発するでもなく下に落ちるのか！不思議だ、知りたい！」と思ったから考えたんだと思うし、
「それが何なのか知りたい」なら当然そうすべきかなと。本来哲学とかが専門の方面なんでしょうけど物理学をそうやって厳密に考えてる人ってあまりいませんし

だからこうやって誤謬や誤解を無くしていけるのは大変ありがたいです

>>870
いまはついったーとかウェブログとかAsk.fmとかサービスがあるので、
哲学とか物理学とか数学の専門家とか、あるいは専門的に勉強してるひとのやりとりを読んで、
彼らが何を考えて、何に取り組んでるかを、察してほしい。
「厳密に考えてる」といえるほど、あなたは厳密に考えてない。このことは厳密に言える。

なんか厳密さというものを履き違えているんだよな

無限ってのは世界共通の概念だから便利なんだよ
「距離1フィートの地点を基準にする」とかだと無駄に計算式がややこしい上に観測者の視点に左右されちゃうから絶対的な基準点、出来れば値が0になる場所が求められるわけ

でもさ、0.999・・・って、幾らでも9を続けていいけど、無限の9が同時に存在してるという意味ではない、無限論で言う所の、可能無限であって、実無限ではないとも考えられる？

それはひょっとして可算無限と連続体のことを言ってるのか！？

>>875
それかも。

>>876
だとしたら極限とか無限級数とか無限大とかとはまったく関係ないぞ

>>877
同じじゃないの？

>>878
可算無限とか連続体濃度ってのは無限集合の「大きさ」を云々するものであって
集合論の用語だから極限操作とはなんの関係もない

可能無限と実無限は、人が無限を把握するためにとる2つの方法を区別するための名称なので、濃度とは直接関係しない。
現代数学では実無限の立場をとる。

t=3T/4のときW1による変位は0と書いてあるんですがなぜだかわかりません
教えてください
答えは1番です

http://imgur.com/DZtQifP
http://imgur.com/YN8F2ih
http://imgur.com/u9jCNrF
http://imgur.com/pqpu23j

>>881
図1からも図2からも読み取れるように
t=0の時はp点にはw1からも最大A変位、w2からも最大Aの変位で入ってきて
合わせて2Aで来てるから3T/4後にはw1からもw2からも変位0がpに来るのはわかるだろ。
1か2か分からないっていうのなら分かるが

冷静に考えてみたらわかりました
くだらないこと質問してすいません
ありがとうごさいました！

全く同じ形状の正弦波が出会うと定常波ができますが、
その定常波は、出会う前の波と速さ、波長、周期は同じで
唯一の違いは振幅が２倍になっている、という理解で合っていますでしょうか？

なに形状って、出会うって何？

定常波の速さと波長ってのも良くわからないんだけど

デットボール食らった時ボールと体の反発係数が1だったらまったく痛みは無いのですか

んなわけないじゃん。撃力は絶対に発生してるんだぞ

同じスピードで跳ね返っていくのでエネルギー損失0じゃんって考えてました
同じエネルギーで跳ね返っしてるってことですね　すいませんでした

いやエネルギーは関係ないから

エネルギーが関係ないのは運動量保存であって
完全弾性衝突なら力学的エネルギーは保存されるんじゃないの？

そもそもさ、現実にはあり得ない設定の弾性衝突考えた上に、なんだか良く分からない漠然とした痛みがあるかとかいう問いかけがそもそもナンセンスなんだけど

>>891
＞エネルギーが関係ないのは運動量保存であって

どういう意味？

＞完全弾性衝突なら力学的エネルギーは保存されるんじゃないの？

そうだね。

エネルギーを使わないと痛みを感じないって立場をとるなら感じないかもね。

>>892
例えば、同じ質量、同じ速さの物体が向かい合わせに衝突する時、吸盤がついていてe=0なら
運動量は変わらずエネルギーの大きさだけが変わるじゃん？
つまり運動量の保存とエネルギーの保存は同じようには考えられない、今回は運動量ではなくエネルギーに注目して考えるべき
ということがいいたかった

自分は「痛みがない」ってのは「皮膚を1mmもへこませない→体を変形させない→衝突したボールがまったく仕事をしない」
と考えてたから「痛みが無い＝エネルギーは保存される」と考えて、反発係数が1なら痛みを感じない
と考えたんだけどどうだろうか？

まあこんなこと考えて何の意味があるかといえば無いのかもしれないけど

>>893
反発係数がいくつだろうが、「撃力」は絶対に発生してるんだけど、それについてはどう考えてるの？

何か君の書き方だと運動量保存も力学的エネルギー保存も分かってるのか疑問何だよね。

例えば宇宙空間でボールをキャッチするのを想像してみた

エネルギーは変化しないし運動量の絶対値も変わらないけど、速度の向きが変わるから人間は力積を受ける

よく出る例だと気体分子運動論とかかな

>>894
撃力が仕事をしなければいいのでは？
ボールと人体が剛体で、人体はまったく動かない
とすれば撃力が発生してもおかしなことは無いと思うんだけど

>>897
力は感じないのか？

ああ、こいつ分かってそうで根本的に勘違いしてるタイプか

>>898

>>893でも書いたように自分は力を感じるというのが皮膚がへこんだ、さらに言うなら神経を刺激する
だと解釈してる
エネルギーをまったく使わないで神経を刺激する方法があるというなら別にいいんだが

完全弾性衝突すれば痛みはないはずだけど、人間とボールの材質上ありえないのは理解出来る？

>>900
バケツもって廊下にでも立ってれば？

>>901
いや、2mv↑だけの力積は受けるから「痛みはない」は間違いだろ

>>901

>>887
質問の条件がe=1となってるからそれを前提として考えてる
そんなことが現実に起こるわけないことはわかってるよ

>>904
だから実際の人間ではないものを仮定してるんだから、
仮定する人間(のモデル)がどのように痛みを感じ、
かつどのように撃力を生じるのかを定義しないと
議論のしようがないじゃん。

人間モデルが弾性体で、バネ係数が有限の値なら
かならず変形を伴うから、変形が痛みを伴うのであれば痛みを感じるはずだよね

一直線上にボール(質量m)と人間(質量M)を配置し、ボールを初速v_0↑で等速直線運動させて静止している人間に衝突させる実験を考える。


衝突後の速度をそれぞれv_1↑、v_2↑とすれば、運動量保存から
mv_0↑=mv_1↑+Mv_2↑ が成り立つ


はね返り係数e=-(v_0↑-0)/(v_1↑-v_2↑)
で、e=1の条件を追加すれば
v_1↑-v_2↑=-v_0↑

この時さらに、人間が地面に固定されていると考える。
v_2↑=0↑ より、
v_1↑=-v_0↑

そして、衝突の際にボールが受けた力積F↑Δtは
mv_1↑-mv_0↑=F↑Δt
と表され、
F↑Δt=-2mv_0↑

ところで、人間が受けた力積F'↑Δtとボールが受けた力積との間には
F↑Δt+F'↑Δt=0 (∵作用反作用の法則)
の関係がありこのことから

F'↑Δt=2mv_0↑
が導き出される
Δt→dtの撃力近似を用いれば

F'↑dt=2mv_0↑
となり、人間はこれに対応するだけの痛みを受けるだろうと考えられる

>>906
力学的エネルギーは保存されているのでしょうか？
自分は、「痛みを感じる」ならば、エネルギーは保存されない
と自分の中で定義していますが、あなたは「痛みを感じる」をどのように定義されていますか？

>>907
なぜエネルギーの散逸が痛みと直結するんだ？
人間をつねったとして、つねった当初はエネルギーが散逸するかもしれないが
つねりつづけてもエネルギーは散逸しないのにずっと痛いままだよね？

力積(撃力)とエネルギーは単位の次元が違うから混同させちゃうのは絶対にダメ
ある物体系において運動論は保存されるのにエネルギーの損失が発生する場合やその逆は往々にして存在する。

>>907
本音で言えば…知らん！
エネルギーの吸収がなく力を受ける、という状況で痛覚を伴うのかについては物理学の範囲外
ただ個人の意見としては「常識的に考えてそりゃあるだろ」と思ってる

神経を伝わる過程でエネルギーが消費されるとしても人体内部のエネルギーじゃないかな

「痛み」という生理的な現象を物理と同列に扱っているからグダグダになる

上で誰かが言っているように、たとえ弾性衝突だとしても
衝突の間に確かに力を受けるから、痛覚（すくなくとも触覚）はあるだろう
ただ肉体の構成要素を塑性変形させたり破壊させたりすることはエネルギー保存則から考えてできない

>>908
その「つねった当初」が無いと言いたいのです

エネルギーを使わずに神経を刺激することは出来ない、と考えています
つねるということは皮膚を変形させるということで、それにはエネルギーを消費します
つねった状態を保持するのにエネルギーを使うかはわかりませんが、そもそも初めにつねる（痛みを感じる状態に変化させる）ためにはエネルギーが必要だと
そういう風に考えています

痛みを感じると主張する人は
体に力が加われば痛みを感じる（エネルギーが保存されるかどうかは関係ない） と定義しているのでしょうか？
それなら痛みは感じるということになると思います

ただ、私の定義と違うので反論していましました
最初に自分の定義を書かなかった私の完全な失敗です
申し訳ありませんでした

人体生物学？でも学んでみたらどうかな
もしかしたら興味が持てるかもしれないよ

>>912
完全弾性衝突するという仮定は、衝突過程でエネルギーのやりとりがないことを意味しない。
エネルギーの「散逸」が起こらないというだけ。

たとえば理想的なバネに剛体球が衝突するものとしよう。
このとき、剛体球の速度が0になった瞬間に剛体球のもっていたエネルギーは
全量がバネの弾性エネルギーに変換されている。
その後バネが伸びきった際にこのエネルギーは全量剛体球のエネルギーに再び変換される。

>>912
つまり、反発係数e=1という条件は、人体が変形しないということを含意しない。

>>914
確かにその通りですね
人体がバネのような完全な弾性体だと考えればエネルギーを保存しながら神経を刺激することが可能かもしれませんね
その見方は今までしていませんでした 感謝します
そうすると、問題は神経を刺激した瞬間力学的エネルギーが減少するかどうか、ということに移るのでしょうか
これはもはや物理ではありませんね
前提条件をどう設定するかで結論が変わってくるのでしょうか・・・

いろいろいいましたが結論として私はe=1のとき痛みを感じないと主張します
常識で考えれば感じるのはあたりまえですが・・・
そもそもe=1は常識的にありえないので、結論が常識的じゃないのも当然かなと思っています

＞問題は神経を刺激した瞬間力学的エネルギーが減少するかどうか

これについて補足します
これまではエネルギーが保存されるとき、人体は変形しないと考えていました
しかし>>914さんのおかげで変形することは可能だろうという風に考えを改めました
なので、そこから発展して
神経を刺激したとして、それはエネルギーを消費するのかどうか が新たな疑問として浮かび上がってきました
が、これ以上は意味が無いことも悟りました

>>917
無反跳ならありえるよ

情報伝達って「仕事」になるのかなぁ ならないよなぁ

ていうかe=1だからエネルギー保存が成り立つってのはよくある設定の話限定であって
もしかしたらエネルギー損失あってその分どっかから供給されててもe=1は成り立つよ。

情報伝達は電気信号だから体内の化学エネルギーを消費する・・・？
それなら力学的エネルギーは使わない・・・のか？
でも化学エネルギーを消費するというスイッチを押すために力学的エネルギーを使わないとも限らないのか？

いかんな。
もう>>887には、
あなたの設定する条件によって感じるとも感じないとも言えます。
としか答えられないのか？

e=1 なら見る事も出来ないとか？

>>888で終わっている件

痛み云々よりe=1なら第二永久機関が見たい

ミスった第二ってなんだ

>>925
完全弾性衝突を使った第二種永久機関なんてあんのか？無理だろ

ミクロなスケールでは弾性衝突(散乱)も普通に起こるけどね

>>927
理想気体と考えれば普通に第二種永久機関を作れるか。
作動流体以外も理想化する必要あるけど。

一つ言っていいか？
効率100%の永久機関が存在したとしても、エネルギーを外部に取り出した瞬間
止まる方向へと移行していくことは免れない
つまり、「仮に永久機関が存在しても実用にならない」

ドンマイケル

何言ってんだこいつ

一つ言っていいか？
効率100%の永久機関が存在したとしても、エネルギーを外部に取り出した瞬間
止まる方向へと移行していくことは免れない
つまり、「仮に永久機関が存在しても実用にならない」

ドンマイケル

>>927
ミクロの世界では、粒子内部のポテンシャルが運動エネルギーに転化することにより、e>1すら起こりうる

マクロでも斜め衝突でe>1が起こるのは有名

問1はそれぞれの加速度をv2−v1/t2−t1で求めていると思います。
問2は台形型のv-tグラフの面積を求めていると思います。
問3の数値やtがどういう意味なのかわかりません。
問4は問2と同じだと思います。
問題文はこちらです。
http://iup.2ch-library.com/i/i1108405-1389434078.jpg
http://iup.2ch-library.com/i/i1108408-1389434199.jpg
解答はこちらです。
http://iup.2ch-library.com/i/i1108415-1389435058.jpg

>>934
問2がわかるなら最初から3か4の2択だろ。
xtグラフの傾きはvだから
グラフが折れてる＝vが不連続
vが連続だから滑らかにつながってる4が適する

計算なんかいらん

>>935
回答ありがとうございます。

受験において、この計算の意味は考えなくていいということですか？

>>936
tは時刻でxは位置だって書いてあるじゃん。(2)がわかるのに(3)がわからない理由がわからん。

>>936
横からだけど、
問3は等速直線運動してる時にxがtの一次関数になって等加速度運動をしてる時はtの二次関数になる、と言うことが分かればまず�Aか�Cに絞り込める。次に5〜8秒では加速度は負だけど速度は正なので変位も＋、よって�Cが正解
みたいに考えられれば計算はしなくていいと思うよ。大学受験って意味ならはっきり言ってこの程度のレベルの問題は出ない。が、式の意味は理解しておかないと後々厳しいと思っておいて(もし高校受験って意味だったなら謝る)

三枚目の解説は、例えば(�@)は区間[0,1]でx=f(t)がどんなグラフになるかを数学的に検証してるだけだよ

物理から微積分を排除している弊害だな

面積よりってかいてるのに意味が分からないってどういうことなんだろう

変な質問をしてすいませんでした

別の考え方で
地球に小惑星が衝突した場合、小惑星の運動エネルギーが地球ですべて吸収されますよね
じゃぁ、地球がそのエネルギーを全て跳ねかえてしまった場合地球は無ダメージなのかと考えてしまいました
でもいったん受け止めて跳ね返すっということで地球は大ダメージを残るわけですよね

私の書き込みは887と889だけです

>>941
まあ上でさんざん議論されてるが、
e=1という条件だけでは衝突の瞬間の状態を決めることができないよ、ということだね。
地球の例なら、一旦地球がエネルギーを受け止めて全量返すのでもe=1だし、
小惑星が地球の周りをぐるっとまわってもどっていくのでもe=1だ。

>>887だと人間の痛みというモデル化しづらいものがかかわってくるから
さらに議論が発散してたけど。

図のように、αだけ傾いた箱内に垂直に軸(半径d)を立て、この軸に小球(質量m)を取り付けた軽い糸(長さl)を、軸とのなす角がθとなるように取り付ける。
ここで、この状態で小球が静止する位置Xで、小球に紙面に垂直な向きに初速Ｖを与える。
糸が回転とともに軸に巻き取られるので、小球の回転半径は徐々に小さくなる(ただし、糸と軸のなす角は常にθ)。
このとき、糸の長さがl/2になったときの一回転の中での小球の速さの最大値を求めよ。(dはlに対して十分に小さく、一回転する間の回転半径の変化は無視できるとする)

http://i.imgur.com/FfGsUur.jpg

解答例(間違ってるかも？)では、重力による位置エネルギーと運動エネルギーしか考えていませんでした。この場合、α=0とすると、最大値はVとなります。
ところが、α=0とすると、面積速度は一定であるはずなので、最大値は2Vになると考えられます。矛盾してしまうのです。
α≠0のとき、モーメントが0でないこの状況で面積速度一定が成り立たないのはわかるのですが、張力の仕事を無視してしまっていいのでしょうか？
解答よろしくお願いします。

>>943

> 面積速度は一定であるはず
これが間違い。張力の作用線はつねに棒の中心からdずれている。
すなわち、棒の中心を中心とする張力のモーメントは0ではない。
> 張力の仕事を無視してしまっていいのでしょうか？
張力は常に球の運動方向と直交する。よって張力のする仕事は0。
無視しているわけではない。

>>944
ついでに書いとくと、張力の作用点が常に通るような点は存在しないので、
どの点を中心としても面積速度一定は成り立たない。

>>944
回答ありがとうございます。
モーメントが0とならないことは納得できました、ありがとうございます。
しかし張力の仕事が0だというのがわかりません。
張力の方向にl/2巻き取られるので、
張力をT(x)、巻き取られた長さをx(0≦x≦l/2)とすると、�怒l/2，0}T(x)dx だけ仕事をするのでは？

>>946
> �怒l/2，0}T(x)dx
この式が間違い。ついでに�刀モｱの記号も間違い。この積分は閉路積分じゃない。
あくまで仕事というのは変位と力の「内積」なので、小球の底面上での座標を(x,y)として
∫T(x,y)・(dx,dy)を計算しなければならない。
で、常にTと(dx,dy)は常に直交してるからこの式はいくら積分しても0なんだ。


別の考えかたをすれば、エネルギー保存則からして糸が仕事をしたとすれば
そのぶんどこかからエネルギーが減らなければならないが、
どこからもエネルギーは減ってない。よって糸は仕事をしていない。

>>947
あ、糸の張力は底面と直交する方向成分を含むから、
∫T(x,y)・(dx,dy,dz)としなければだめだね。dz=0だけど。

>>947
なるほど！ありがとうございました！
確かに全体のエネルギー保存を考えたらおかしいですね、視点を変えてみるとよくわかりました。
ありがとうございました！スッキリしました

エネルギー保存が世界の理だと無条件で信じ込むのもどうかとは思うけど

エネルギー保存系ではエネルギーが保存する… 当たり前やね

せやな

　　　　　<--- 2d --->
　　　　　┌−−−−┐+→F
　　　　　｜　　　　　　｜･
　　　　　｜　　　　　　｜2h
　　　　　｜m　　　 　｜･
　　F ←｜　　　　　　｜･
　　 ┌−−−−−−-C−−┐
F ←｜　　　　　　　　　　　　　｜
　　 ｜M　　　　　　　　　　　　 ｜
　　 └−−−−−−−−−┘
　　　　　　○　　　○
　剛体の転倒問題です。
　高さ 2h、幅 2d、質量 m の直方体を質量 M の台車に乗せ、M に対し左方向に力を加えた。重力加速度は g である。
　台の加速度が a を越えたとき直方体は倒れた。a を求めよ。

　非慣性系で考えれば転倒直前の慣性力と重力の C 点回りのモーメントより
　　ma*h = mg*d.　　a = gd/h.･････(1)
ですが、慣性系ではどう考えたらいいのでしょうか？
　m に働く力は摩擦力なので、直方体には偶力が働くと見なし、C 点回りのモーメントを考えれば
　　ma*2h = mg*d
となって (1) と合いません。

そら非慣性系と慣性系では働く力は違うわな

age

>>953
そもそも　剛体の運動方程式は
この場合
r×mα=r×F -�@
非慣性系ではα=0が入りそのかわり慣性力が入り>>953のつりあいの式に
慣性系では�@の式を解けばいいだけ

>>953
要するに君の過ちは、等速直線運動していない物体に
釣り合いの式を適用したことにある。
等速直線運動していない物体には
運動方程式を適用する必要がある。
剛体の回転運動にしろそれは一緒。

センター物理で質問。
平成１７年問２の問４なんだけど。
http://school.js88.com/sd_article/dai/dai_center_data/pdf/2005PhyB.pdf

これって
「Va cosθa = Vb cosθb」
「Va sinθa = Vb sinθb」の2つが成立するのではないのですか？
重力しか受けないので（Ｚ軸方向）ｘ軸とｙ軸方向に関して運動量が保存されるのではないの？

なんで「Va sinθa = Vb sinθb」が正解で「Va cosθa = Vb cosθb」が正解にならないのかわかりません

>>958
斜面で物体にはたらく力をよく考える

これか
http://www.eikokai.co.jp/Physics/kakomon/2005/center/cen3.jpg

>>958
θa=0=θb の場合を考えれば、
>「Va cosθa = Vb cosθb」
は「斜面を滑り降りても加速しない」と言ってるのと同じ。

運動量保存則が成り立つのは外力や拘束がない場合なのを意識しておこう

そっか解説をみてわかったよ、丁寧にありがとう！垂直抗力を考慮に入れていなかったみたいでした。
本当に本当にありがとう！

http://i.imgur.com/1gnITPF.jpg

この問5 解いてるんですけど
1の答えは1.1×10-^6 であってますか？

>>964
>>1
> 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。

あと写真は回転ぐらいしろ

読んで分かる程度なら
聞かなねぇよ

字が足りずに申し訳ない
教科書　読んで分かるくらいならきかねぇ〜よ

ばぁ〜か
と
たまには悪たれてみる

計算過程で疑問があると言うならまだしもそれならただの答え合わせじゃねーか

>>964
あってるよ

読んで分かる程度を質問する奴が多いからな

ここでこういう質問ダメだっておかしいけどな
これで答えが違うなら詳しく書いてまた質問すればいいし

それぞれの解釈で答えて質問者が選べばいいのさ
選ばなかった答に文句付けるのはお門違い
求める答がないなら質問が悪い

> >>964
> > ・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。
ここに抵触しているわけだが

>>964
I(A)の電流が流れている直線電流のつくる磁場の強さは距離r(m)で、H = I / (2πr)
8/(2*3.14*0.4) - 8/(2*3.14*0.6) ≠3.18 - 2.12 = 1.06 で1.1(A/m)

誘電体に電圧をかけた場合、膨らみますか？縮みますか？
二択で出題されたのですが、全く分からず困ってます

出題者の意図としては「電子が引きつけられるから膨らむ」って書かせたいのかな
実際そんなことあるのか・・・？

>>975
誘電体に電圧をかければ、電場を打ち消す方向に分極が生じる。
電場を打ち消す方向の分極は、電場によって伸長力を受ける。
よって弾性を持つ誘電体に電圧をかけた場合、膨らむ。

　┌−−−[　R ]−−−┐
　｜　　　　　　　　　　　　｜
　｜　　　　　　　　　┌−┴−┐
　｜　　　　　　　　　｜　　　 　｜
　Ｅ　　　　　　　　−┴−　　　〜
　｜　　　　　　 C−┬−　　　〜L
　｜　　　　　　　　　｜　　　　 ｜
　｜　　　　　　　　　└−┬−┘
　｜　　　　　　　　　　　　｜
　└−−−−−−−−┘
　上の回路に v = v0･sin(2πft) （v0 は E の最大値、f は電源の周波数）の交流電圧を加える。
　f を 0 からしだいに大きくして f0 になったとき R に流れる電流は 0 になった。コンデンサーと
コイルに流れる電流の瞬時値を求める。ただし、電源の内部インピーダンスとコイルの直列抵抗は無
視できるものとする。
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　R に流れる電流が 0 になるのですから、C と L は振動するので答は簡単なんですが、もし R に
電流が流れているときのコンデンサーとコイルに流れる電流はどうやって求めるのでしょうか？

微分方程式でも立てたら？

>>978
複素インピーダンス使えば簡単なんだけどな。
インダクタンスとかリアクタンスとか習わなかった？

いま原子・分子の運動を
自分で勉強しようとしてるけど
やっぱ化学とか理解してないとキツイか

ついでに学校では習わない

素粒子学やらなければ化学・原子物理はスルーしていっかなーとか考えてた時期が私にもありました

>>981
原子分子の運動って気体分子運動論程度の話？
だったら化学関係なくない？

あ、高校の範囲だとボイル・シャルルの法則とか
理想気体に関することは化学になるんだっけか？

>>981
原子、分子の性質じゃなくて運動なら化学の知識は要らないかと
必要なのは統計力学、量子力学、物性論

>>984
物性論って固体扱うイメージしかないけど

モルが出てくると高校化学っぽい

>>985
いや原子、分子の運動を扱うって点では同じじゃない？

あ、でもフォノンとか電子の比熱とかだと微妙だな

ああそうか、気体とは一言も言ってないねスマソ。

熱力学のあたりなんかな
あの辺は物理を専門にやっていても難しい

>>983
そうです
気体分子の運動です
とりあえず出来るとこまで勉強して
必要なら化学をやり直そうかと

化学やるくらいなら統計力学かじってみるのはいかが？
結構面白いよ

バカか

熱化学って気体分子運動とかもフォローしてるの？

>>994
化学熱力学は基本的に統計力学は使わない。
熱力学に化学反応の枠組みを組込む感じの学問だからね。

基本的な概念を質問します。
ばねの弾性力による位置エネルギー＝「物体の持つ」ポテンシャルエネルギー
弾性エネルギー＝弾性変形した「ばね自身に」蓄えられたエネルギー

数研出版の本によるとこういう定義があるんですが、例えば一端に物体の
取り付けられたばねが自然長からxだけ引き伸ばされたとき、いわゆる
1/2kx^2というエネルギーはどこに備わっていると考えるべきですか？
ばねのもう片方は壁に固定されてるとします。

>>996
ばね

>>997
では、ばねにエネルギーが蓄積されてるのだとしたら、
ばねの弾性力による位置エネルギー(＝「物体の持つ」ポテンシャルエネルギー)
ってそもそも何なのでしょうか。

スレ立てられなかった
誰かスレ立ててくれ
>>998
この場合　1/2kx^2を単なるポテンシャルだと考えるのならばどっちにとらえても問題ない
実際にはばねっていうのは物体を取り除いてもばねという実態があるんだからばねに蓄えられてると考えるみる
ただ単純な力学モデルとして考えるのなら物体がポテンシャルエネルギーを持ってると考えてもいい

>>998
位置エネルギーは基準を自由に設定できる
ということは位置エネルギーは、他のどのエネルギーに変換できるかという指標に過ぎない

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