高校物理をやさしく解説するブログ

高校物理をやさしく解説するブログです。説明は全てテキスト中心にまとめております。図はたまにありますが基本的に想像力を働かせて読んでください。「読んで」物理のイメージを作りましょう。

    著書『力学の基礎』はこちらです。
    毎日配信Twitterで物理をマスター!→こちらよりどうぞ。
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    堀口塾

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    カテゴリ: 物理基礎〜ガッチリ物理

    ブログの目次です。リンク更新中!

    高校物理(力学、波動、熱、電気、磁気、原子) 目次

    (リンク部分をクリックしてください)

    【力学】

    第1章 速度と加速度

    1.速さと速度
    速さと速度
    平均の速さと瞬間の速さ
    速度の合成と分解
    相対速度

    2.等速直線運動
    等速直線運動
    v-tグラフ
    変位とは

    3.等加速度運動
    加速度とは?
    加速度の正負
    等加速度直線運動の3公式
    等加速度運動のグラフ

    v=v0+atのイメージ
    等速度運動と等加速度運動のまとめ

    4.重力による運動(落体の運動)
    重力加速度
    自由落下
    鉛直投げ下ろし
    鉛直投げ上げ
    鉛直投げ上げ その2

    落下運動の問題を解こう!

    水平投射
    斜方投射

    第2章 運動の法則

    1.物体に働く力
    物理によく出てくる重要な力
     重力
     摩擦力
     空気抵抗
     浮力
     ばね定数
     ばねの弾性力

    力のつり合い
    物体に働く力の見つけ方

    力の合成と分解
     力の合成
     力の分解

    いろいろな力
    圧力
    浮力
    空気抵抗

    2.剛体のつり合い
    剛体とは?
    剛体のつり合い
    力のモーメント
    重心

    3.運動の法則
    慣性の法則(第1法則)
    運動の法則(第2法則)
    作用反作用の法則(第3法則)

    ニュートンの運動の3法則

    運動は大地を基準として考えよう  

    4.運動方程式
    運動方程式とは?
    運動方程式の注意点
    運動方程式の立て方

    第3章 エネルギー

    1.仕事とエネルギー
    仕事とは?
    仕事とエネルギー
    運動エネルギー
    重力による位置エネルギー
    弾性力による位置エネルギー

    仕事と運動エネルギーの関係(ΔK=W)

    2.力学的エネルギー
    力学的エネルギー保存の法則
    保存力と非保存力
    非保存力が働くときの力学的エネルギー(ΔE=W非)

    第4章 運動量保存の法則

    1.力積と運動量
    運動量と力積の関係
    力積とは?
    運動量とは?

    2.運動量保存の法則
    運動量保存の法則
    はね返り係数

    第5章 円運動と単振動

    1.円運動
    円運動の速度と角速度
    円運動の加速度
    円運動の運動方程式

    非等速円運動について

    2.万有引力
    ケプラーの法則
    第1法則
    第2法則
    第3法則

    ニュートンの万有引力の法則
    万有引力による位置エネルギー
    力学的エネルギー保存の法則

    3.単振動
    単振動の変位・速度・加速度
    復元力〜単振動に必要な力
    単振動のエネルギー
    単振り子

    つり合いの位置を基準とした
    力学的エネルギーの考え方


    4.慣性力
    慣性力とは?
    遠心力

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    【高校物理 全範囲の目次】の続きを読む

    相対速度


    走っている人から車を見たら
    何m/sで見えるかな?

    走っている電車に乗っているときに、
    平行して走っている電車を見ると、
    相手がゆっくりと走っているように見える。

    実際はホームから見ると、
    両者の電車もかなりのスピードで
    走っているというのに。

    このような場合、
    走っている電車から、
    相手の電車を見たときの速度を
    相対速度という。

    では、例で考えてみましょう。
    【相対速度】の続きを読む

    【高校物理特訓講座の開講のお知らせ】
    物理特訓講座を開講いたします。

    これまでいただいた意見で、

    物理の点数がとれない

    なかなか成績がアップしない

    高3で受験に物理を使わなければいけないのに、なかなか理解できない

    神奈川県に住んでいるので都内の予備校に通うのが大変

    など、いろいろとご意見をいただきました。

    そのような方々に、
    物理をわかるきっかけを作ろうと、
    都内や大手予備校で教えたノウハウを
    そのまま生かした講義をいたします。

    著書『力学の基礎』
    力学の基礎 (これでわかった!)

    【自己紹介 】
    代々木ゼミナール、Z会東大マスターコース、
    秀門会、早稲田塾など大手有名予備校で教鞭をとる。
    また市進ウイングネットでは映像講義を担当。
    東大他、有名大学への合格実績多数。

    物理特訓講座は思うように
    物理の成績が伸びない人は是非どうぞ!!

    対象:高校1年〜3年

    分野:力学完成(物理基礎)

    ・等加速度運動 
    ・物体に働く力
    ・運動方程式
    ・仕事とエネルギー
    ・剛体のつり合い

    日時:応相談

    時間:応相談

    場所:応相談
    ※詳しくは折り返しご連絡差し上げます

    費用:1万5000円(プリント教材費込)

    お申し込みは以下よりどうぞ。

    【高校物理 特訓講座(力学)の開講のお知らせ】の続きを読む

    〔高温の物体〕

    〔低温の物体〕
    を接触させる。

    すると、
    〔高温の物体〕
    から
    〔低温の物体〕
    へ、熱が移動する。

    〔高温の物体〕⇒⇒(熱)⇒⇒〔低温の物体〕

    そして、やがて、
    両者の温度は等しくなる。

    この状態を
    熱平衡状態という。

    このとき、

    (高温物体が放出する熱量)
       =(低温物体が吸収する熱量)


    が成り立つのが、
    「熱量保存の法則」
    である。

    この法則が成り立つとき、
    高温物体と低温物体の
    両方を含む世界が、
    ある一つの囲みの中で存在するとし、

    その囲みから外に、
    熱が逃げていかない


    ということが前提である。

    簡単にいうと、
    「魔法瓶の中で実験が行われている」
    と考えてよいでしょう。

    また、熱は必ず、
    高温の物体から低温の物体へ移動し、
    その逆は起こらない。


    これを、不可逆変化という。 【熱量保存の法則】の続きを読む

    物理の特別講義をしに、
    秋田県に行くことになりました。

    秋田の高校で
    物理を教えてきます!

    秋田といえば、
    小中の学力が全国第1位で、
    教育水準がとても高い県で有名です。

    そのほかに、
    あきたこまち、
    秋田おばこ、
    なまはげ、
    稲庭うどん・・・
    などなど、
    いろいろと有名なものがありますね。 【秋田の高校で物理を教えてきます】の続きを読む

    都内某私立高校での
    高校1年生の夏期講習。
    今日は新しいメンバーで2日目です。

    教室に入る前、
    ガヤガヤと聞こえるみんなの声。

    「おっ!みんな元気あるな!」
    と思いました。

    テーマは「等加速度運動」です。

    RIMG0001
    バンコクのホテルのエレベーターにて

    昨日に引き続き、

    グラフと仲良くなろう!!
    ということで、
    x-tグラフとv-tグラフの性質を説明ました。

    また、
    運動はちゃんと原点が大切だよ
    ということで、
    スタートの重要性を話しました。

    スタートっていうのは、
    たとえば、
    時間的に言いますと、
    時刻0秒
    のことですね。

    みなさんが、この世に生まれて、
    人生をスタートした瞬間が、
    時刻0秒、

    100m走のタイムを計る場合、
    スタートの位置では、
    時刻0秒

    などと・・・と考えます。

    フライングはしちゃいけないよ!
    ということになります。

    物理の運動もこれらと同じです。

    最初の状態は
    しっかり意識しないといけませんね。

    ところで、等加速度の例ではよく、
    エレベーターの運動が問題になっています。 【エレベーターの運動をガッチリ理解せよ!ガッチリ物理 夏期講習 後期2日目 等加速度運動】の続きを読む

    4日目はテーマが物体の運動から
    力に変わりました。

    今日は力のはたらきについて
    勉強しました。

    物体に働く力を
    どうやって探して行くか?

    それも一つも漏れなく、
    見付ける方法を伝授しましま。
    ・・伝わったかな? 【ガッチリ物理 夏期講習 後期 4日目】の続きを読む

    今日(7/24)からクラスもメンバーも新しくなり、
    後期のガッチリ物理 夏期講習
    “夏休み物理特訓講座”がスタートです。

    場所は、都内の某私立高校にて。

    初日は「速さと速度」です。

    本日勉強した内容の一部です。
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    ところで、
    「速さ」と「速度」は同じようでも
    ちょっと違います。

    速さは「大きさ」のみを表す量、
    速度は「大きさ」と「向き」の両方を含む量、
    となります。

    【問題】
    南西の風が吹いて、
    北西方向に50km/hでカッ飛んでいる
    ウインドサーファーの速度はいくらか?

    と聞かれたら、答えは、次のようになる。

    【答え】
    北西方向に50km/h

    ちゃんと向きと速度を答えなきゃいけないんだ。

    これは、速さと速度には
    そういう意味の違いがある、
    というだけではない。

    速度、加速度、力、運動量など
    物体の運動状態を表す物理量には
    いろいろあるが、
    値だけでなく向きがとても大切である、
    ということが含まれている。
    このことを頭に入れておこう。 【ガッチリ物理 夏期講習 後期1日目 速さと速度】の続きを読む

    今日はついに夏期講習6日目。

    ついにこの講習も
    ラストの日になってしまった。
    早いものです。

    (参考記事)
    タワー・オブ・テラーや釣りのお話 ガッチリ物理 夏期講習5日目 運動方程式その1
    ガッチリ物理 夏期講習4日目「力のはたらき」夏休み物理特訓講座
    夏期講習3日目 夏休み物理特訓講座 「重力場における運動」 終了!
    夏期講習2日目 夏休み物理特訓講座 等加速度運動 終了!
    夏期講習「夏休み物理特訓講座(物理基礎 力学範囲)」1日目終了

    ほとんどの生徒がみんな頑張って
    最終日まで受講しました。
    よく頑張りました。素晴らしい!!

    本日のテーマは運動方程式(2)
    ということで、応用編でした。

    かなり難しい問題をじっくりとやりました。

    最終日はスタミナは残っていないものですが、
    こちらはテンションが上がっています。

    IMGP0698

    ウインドサーフィンでもサーフィンでも、
    その日のコンディションがハードであって、
    限界まで体力を使えば、
    そこから、何ものにも代えがたい宝を
    授かるものである。 【ガッチリ物理 夏期講習6日目最終日、運動方程式応用編】の続きを読む

    今日は夏期講習5日目でした。

    5日目ですが、
    みんながんばって来ています。

    疲れていても、授業を聞こう!
    と気合いを入れている様子がよくわかります。

    内容は、運動方程式の基本編でした。

    運動方程式といえば、
    力学だけでなく物理の中でも
    非常に大切なところで、
    ただ公式に代入するのではなく、
    物理的な考えを元に、
    運動している物体に関して、
    式をたてる準備をし、
    物理量の正負を定め、
    そして、式を組み立てていきます。

    その作業ができるか、
    できないか、で、
    正しい運動方程式が
    たてられるのか、たてられないのか、
    が決まります。

    DSC_0140
    東京ディズニーシーのタワー・オブ・テラー 【タワー・オブ・テラーや釣りのお話 ガッチリ物理 夏期講習5日目 運動方程式その1】の続きを読む

    早くも夏期講習4日目になってしまったが、
    みんな頑張って通ってます!

    今日のテーマは
    「力のはたらき」でした。

    主に物体に働く力の
    つり合いについて。

    今日は基本問題を集めたのだが、
    実は、これら基本問題から
    応用問題の考え方を学ぶ、という
    以下の狙いがあった。

    ・二段重ねの物体における摩擦力の考え方
    ・糸に働く力を描く
    ・つり合いの問題の考え方
    ・斜面の問題の座標軸の取り方について

    これらをじっくりと話した。

    授業中、私の雑談がキッカケで、
    秘密のイラストが出回る・・・
    というハップニングもあったが・・・ 【ガッチリ物理 夏期講習4日目「力のはたらき」夏休み物理特訓講座】の続きを読む

    今日は3日目でした。
    全部で6日間の講習だから、
    今日で半分。

    あと3日あります。

    今日は落体の運動ということで
    説明しましたが、
    前半はスポーツで言うところの
    筋トレのようなことをやりました。

    落体の運動の5パターン、
    自由落下
    鉛直投げ下ろし
    鉛直投げ上げ
    水平投射
    斜方投射
    で用いられる速度、座標の式を
    運動方程式をたててから
    求めるということをやりました。

    少し面倒ですが、
    式を書いているうちに、
    結局、落体の運動ってこういうことなの?
    ということがわかります。

    実はこれが狙いです。 【夏期講習3日目 夏休み物理特訓講座 「重力場における運動」 終了!】の続きを読む

    今日も暑かった。

    夏期講習の2日目。

    内容は等加速度運動で、
    昨日に引き続き、
    グラフについて、
    しつこく説明。

    (参考記事)
    加速度
    等加速度直線運動の3公式
    等加速度運動のグラフ
    v=v0+atのイメージ

    みんなが、せっかく講座を
    とってくれているんだから、
    授業では話せない深い内容など
    どんどん説明しちゃうよ。

    今日は特に
    物理基礎の範囲を
    ちょっとだけ超えて、
    区分求積から積分の話。

    リミット、シグマを
    使わずとも理解はできるし、
    今からこの概念を
    頭に叩き入れておけば、
    微積分も入りやすいだろう。 【夏期講習2日目 夏休み物理特訓講座 等加速度運動 終了!】の続きを読む

    洗濯をしたあと、
    洗濯物かけで洗濯物をつるすとき、
    どこにどの衣服をかければ、
    傾かないでバランスよくつるせるだろうか?

    ・・・そんなこと考えたことありませんか?

    これはまさに、
    剛体のつり合い状態を、
    自分で作ろうとしている、
    ということです。

    剛体が外力を受けている
    にもかかわらず、静止しているとき、
    つり合いの関係が成り立ちます。

    剛体が静止しているときは、
    ・平行移動をしない
    ・回転をしない
    という状態が必要になってきます。

    では、つり合い状態を
    簡単に天びんの例で、
    説明してみましょう。 【剛体のつり合い】の続きを読む

    力のモーメントについて
    考えていきましょう。

    押し合いでは力の強い人が勝つけれど、
    回転ならば、ちょいと頭を使えば、
    力の弱い人が強い人に勝てるゾ。

    ・・・こんなイメージを、まず持って欲しい。

    さてここで、
    天びんを考えましょう。

    −−−−−●−−−−−

    ●は中心軸、○はおもりです。

    左端に質量mのおもりをぶら下げると、
    棒は反時計回りに回転します。

    ↓○−−−−−●−−−−−↑

    これは、
    おもりをつるしたことによって、
    棒に反時計回りの回転の能力が
    生まれたといえます。

    今度は右端に質量mのおもりをぶら下げると、
    棒は時計回りに回転します。

    ↑−−−−−●−−−−−○↓

    これは、
    おもりをつるしたことによって、
    棒に時計回りの回転の能力が
    生まれたといえます。 【剛体にはたらく力のモーメントとは?】の続きを読む

    ニュートンの運動の第2法則から、
    運動方程式が導かれる。
    ※詳しくは、
    運動方程式の導出と力の単位N(ニュートン)
    にて。

    ニュートンの運動の第2法則は、
    加速度aは力Fに比例し質量mに反比例する

    ということで、
    これを式に直すと、
    比例式しか出てこない。

    詳しくは、こっちも読もう!

    つまり、
    a∝F/m
    となります。

    これをちょいと式変形して、
    F∝ma
    となりますが、
    式を使うときは、等式でないと値が曖昧です。

    ですから、比例定数をkとして、
    F=kma
    とするわけですが、
    この式を使う場合は、
    比例定数は一体いくらなの?
    というkがずっと式につきまといます。

    そこで、
    比例定数をk=1としてみましょう。

    すると、式がすっきりして、
    運動方程式 ma=F
    が求まります。

    しかし、ここで、
    ニュートンさんはどうしたかというと・・・ 【物理で力の単位は〔N〕じゃなくてもいいんじゃね?】の続きを読む

    まずはじめに、
    ここで取り上げた問題は、
    ひらめき問題として読むこと。

    テストでは、
    教わった通りに解きましょうね。

    さて、
    「ボールを斜方投射したとき、
    地面からの角度を何度で投げれば、
    一番遠くまで飛ぶのか?」

    このようなことを聞かれたとき、
    多くの人は、きっと、
    45°
    と答えるでしょう。

    このことは、
    理論上は正しいことです。

    斜方投射の問題でも、
    最大水平到達距離に関することを
    聞く問題は定番ですね。

    そういえば、
    私が小学生の頃、
    スポーツテストで、
    ボール投げという種目が
    あったのだが、みんな、
    「45°!」と言っていました。 【斜方投射で一番遠くまで飛ぶ角度は何度?】の続きを読む

    定期考査のシーズンに
    なりました。

    “定期考査で
    得点アップするための
    物理勉強法”

    ということで考えてみます。

    いつもがんばって
    勉強しているのに
    点数が採れない人って多いです。

    どこがいけないのか?
    というと、

    ノートばかり見ていて
    問題を解かない


    ことが挙げられる。

    いろいろ聞いてみると、
    そういうパターン、
    多いです。

    じゃあ、どうすればよいか?
    というと、 【定期考査で得点アップするための物理勉強法】の続きを読む

    運動方程式の基本形は、

    ma=F

    ですね。

    運動方程式ってのは
    覚えるのは簡単だけど、
    理解の仕方にはいろいろあると思う。

    たとえば、0.50kgの物体が滑らかな床の上に置かれていたとしよう。

    この物体を両側から引っ張るとする。

    右向きに引っ張る力の大きさは10N、

    左向きに引っ張る力の大きさは4.0Nとしよう。

    図で描くとこんな感じ。

    ←--4.0N--○-----10N----→

    ちょっと見にくかったらゴメンよ。

    つまり、綱引きとおんなじだ。

    じゃ、どっちに動き出す、と言われれば、
    すぐにわかりますよね。

    「力が勝ったほう」

    ですね。

    どっちが勝ちますか〜〜??

    10Nと4.0Nを比べりゃ、
    10Nのほうが大きいので、

    右向きに動き出すでしょう。

    じゃ、この運動に関わっている
    力は

    「結局」

    いくらか? 【運動方程式を理解しよう!「どっちの力が勝ちますか?」】の続きを読む

    たとえば、
    「向こうから流れてくる回転寿司を
    1分間にできるだけたくさん食べなさい」
    と言われたら、どうしますか?

    目の前に流れてくる回転寿司を、
    通り過ぎるのを、ただ待っていて 
    食べるだけでは、まだまだですね。

    では、どうするか?

    流れてくる上(かみ)の方に向かって
    走りながら食べれば、もっとたくさん
    食べられるではないですか!! 


    【回転寿司と物理のドップラー効果の関係は?】の続きを読む

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