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。

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    堀口塾

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    タグ:ガッチリ物理

    3.媒質の動き

    媒質の動き、
    その媒質の振動において速さはどうか?
    速いか遅いか?振動の向きは?

    等を調べる場合どうすればよいか,
    という場合なんだけど、
    以下のようにすれば良し。

    ある状態の波(実線)から
    少し時間がたった波(点線)を描いてみよう。

    そうすれば、始めにあった点が
    次の瞬間どちらの方向に移動するかが目で見てすぐ分かる。 【媒質の動き】の続きを読む

    2.位相とは?

    位相とは何か?
    という質問をよくされる。

    まずは簡単な部分で、
    はっきりさせておこう。

    振動や波形を表す三角関数の
    [rad](ラジアン)の部分である。

    位相=ラジアン
    とまず頭に入れておこう。

    ※位相はラジアンでなく°(度)で表す場合もあります

    例えば、波の式(波動関数)の一般式
    y=A sin 2π(t/T-x/λ)
    の中の2π(t/T-x/λ)の部分を位相という。

    また、位相はどのような役割をする値
    なのかというと、
    波を作っている振動する点である媒質が、
    今どの場所にいるのか?つまり、
    変位はいくらなのか?ということを、
    示す値、と言うことができる。 【位相とは?】の続きを読む

    1.波の式の使い方

    波の式は暗記をしてはいけない!導け!

    ・・まあそうだ。

    しかし、まずは形を覚えることから
    スタートしてもいいのではないか?

    そうしないと、波の問題に対して、
    全然手が付けられなくなってしまうから。

    最終的な理解の到達点は、

    導き出せて、
    波の動きをイメージできて、
    使えるようになることだ!

    波の式は次のような形だった
    y=Asin2π(t/T-x/λ)(振幅A,周期T,波長λ)
    ・・・

    よって波の式を求める場合、
    振幅A、周期T、波長λの値さえわかっていれば
    求まるということになる。 【波の式を極めよう その1】の続きを読む

    波で出てくる物理量

    波や単振動のところでは、
    速さや角速度など、
    いろいろな物理量が登場してきます。

    それを以下に示しましょう。 【波の分野に出てくる物理量】の続きを読む

    1 内力と外力を区別せよ。
      →物体に働く力は外力だけを考える。
       内力は考えてはいけない。


    物体A,Bがある。
    図のようにAに力Fを加える場合について考えてみましょう。

    1. Aに働く力:左側からの押す力FとBから押される右向きの力fの2力

    2. Bに働く力:Aから受ける右向きの力fのみ

    3. A+Bを一体として考えたときに働く力:右向きのFのみでよい。このとき,A,B間で働いている力fを考えてはいけない。つまり,fはABの内力になっているということである。 【内力と外力を区別せよ】の続きを読む

    基本は大地を基準とする。

    そう。

    運動は大地を基準として考えよう!

    それがニュートンさんとの約束だ。

    力学では主に、物体に働く力による
    物体の状態を考えていきます。

    そのとき、物体を観測する立場は、
    静止している大地を基準とします。

    観測する立場が運動していたり、
    静止していたりしたら、
    物体の状態がそれぞれ違って見えます。

    そうなったら、
    どれが正しいのかわかりません。

    ですから、物体の状態をいうとき、
    しっかりと「観測者は静止している」
    ということを前提に考えよう。

    また、場合によっては、運動している
    乗り物の上で観測する場合もあります。

    物体の上で物体が運動しているときなど、
    状態が複雑なときは、この考え方のほうが、
    静止している観測者よりも、
    物体の状態がわかりやすく見えて、
    式を立てやすい。

    ただし、慣性力や遠心力というような、
    特別な力を登場させなければならない。 【運動は大地を基準として考えよう】の続きを読む

    力積とは?

    力積は「衝撃」と呼ばれる量であり、
    衝突などの現象を考えるときに、
    よく用いられる量です。

    力積=(力)×(時間)、
    つまり式では I=FΔt

    となります。

    ※FΔtは衝突時に物体に働く力が
    一定の場合のみ適用。

    今度は空手の瓦割りを考えてみましょう。

    あの硬い瓦をどうやったら
    人間の手で割ることができるのでしょうか? 【力積とは?】の続きを読む

    ブログネタ
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    運動方程式をたてるにあたって
    注意しておきたい点は
    「力の扱い方」である。

    力の扱い方
    力はもらう力を描き入れよう。

    運動方程式だけでなく、
    物体に働く力を考える、
    つまり、力学において
    非常に大切なポイントです!

    運動方程式をたてるにあたっては、
    次のことに注意すること。 【運動方程式の注意点】の続きを読む

    物体に働く力の見つけ方

    力学においては、主に
    物体の運動について考えていく。

    まず当然のことながら、
    静止している物体は、ひとりでには動かない。

    生き物なら勝手に動くが
    物体は生き物ではないから勝手には動かない。

    では、どうすれば動くのかというと、
    物体に外から力を加えればよいということ。
    つまり、運動には力(外力)が必要である。

    ということは、
    物体にどのような力が働くか、
    を見つけてあげれば、
    その物体が、どのような状態なのかが、
    わかるということである。

    では、物体に働く力(外力)の
    みつけかたには、
    どのような方法があるのだろうか?

    力の種類はたくさんあるが、
    実は見つけかたは、コツをつかめば難しくはない。

    ではその方法とは? 【物体に働く力の見つけ方】の続きを読む

    物理によく出てくる重要な力

    力の種類はたくさんあるが、
    物理によく登場する重要な力として
    5つ挙げておく。

    1.重力
    物体が地球から受ける力
    向き:鉛直下向き

    2.垂直抗力
    物体が接触面から受ける力
    向き:接触面に垂直な向き

    ※垂直抗力のポイント
    垂直抗力は床や壁から受ける力であるが、
    これを重力と勘違いしないこと。

    例えば、
    床の上に置いてある物体には、
    床からmgという力が働くが、
    斜面上においてあるときは、
    成分分解し斜面と直角な方向における
    つり合いを考えると、
    垂直抗力N=mgcosθと求まる。 【物理によく出てくる重要な力】の続きを読む

    仕事とは
    仕事をどれくらいやったのか?
    つまり「仕事の量」というのを決めるのは、
    日常生活で使う仕事においては、
    時間であったりと、内容であったり、
    色々と尺度が存在する。

    しかし、物理でいう仕事では、
    はっきりと「力と距離」のかけ算で決定する。

    1.仕事
    (1)仕事W=Fx〔J〕
    (力Fが一定で進行方向と同じ向きの場合)

    ※仕事の単位はジュール〔J〕を用いる。

    (2)力Fが進行方向とθをなしている場合
    W=Fxcosθ〔J〕

    0≦θ<90°のときW>0
    力Fは物体に正の仕事をした。

    ▽ = 0のとき W = 0
    力Fは物体に仕事をしない。

    90°≦θ<180°のときW<0
    力Fは物体に負の仕事をした。

    (3)仕事とエネルギーの関係

    床に置かれている物体に力を加えて
    移動させるとき、次のことが成り立つ。

    人は物体に仕事をする=人は物体にエネルギーを与える

    ということは、

    物体が人から仕事をされる=物体が人からエネルギーを得る

    ということである。

    つまり、

    物体が人から力を受けて仕事をされる
    =物体が人から力を受けてエネルギーを得る


    押している人は、物体に力を加え、
    押すことによって疲れてしまう・・・ではないか。

    つまり人のエネルギーを奪われるが、
    奪われた分のエネルギーは物体がもらっていて、
    物体のもつエネルギーは、以前よりも
    大きくなっていると考えられる。

    物体が正の仕事をされる
     → エネルギーは増加する

    物体が負の仕事をされる
     → エネルギーは減少する

    (4)仕事WはF-xグラフの面積で表される。
     → Fが変化する場合はグラフの面積から求める

    2.仕事率
    (1)単位時間当たりの仕事を仕事率という。
     仕事率P=W/t (単位はワット[W])

    (2)物体が力Fを受けて速さvで
    等速運動しているときの仕事率はP=Fx/t=Fv

    ※この式は、ある瞬間の状態における
    仕事率を求めるときに役立つから
    覚えておこう。 【仕事とは?】の続きを読む

    今日は運動方程式と
    等加速度運動について講義しました。

    運動方程式は、
    摩擦のある床の上に
    2つの物体を2段重ねで置いて、
    下の物体を引っ張って動かす問題。

    この問題は皆さん苦手でしたね〜。

    どこがポイントかといいますと、
    2つの物体間に働く摩擦力が作用反作用
    の関係なんですね。

    これがポイントです。

    AAAAAA と BBBBBB の2段重ねです。

    AAAAAA
    BBBBBB

    これら2物体間には、
    摩擦力が働くとしましょう。

    AAAAAAの下面とBBBBBBの上面に
    摩擦力が働きます。

    上のAAAAAAだけ右に引っ張ってみましょう。 【運動方程式は二段重ねの問題が苦手?】の続きを読む

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