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。
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    堀口塾

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    タグ:堀口剛

    今日は八王子での夏期講習の4日目。

    始まってしまえばほんと早いものですね〜。

    今日は、波動の講義はドップラー効果、
    ハイクラス、スタンダード力学の講義は、
    万有引力をやりました。

    万有引力の分野で、
    まず次の内容をざぁっと説明。

    ケプラーの法則
    ニュートンの万有引力の法則、
    地表の式
    力学的エネルギー保存の法則、

    これらは万有引力の分野を
    考える上で必須です。

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    詳しくはこちら⇒⇒力学の基礎 (これでわかった!) 【ガッチリ物理 学内予備校 夏期講習 4日目】の続きを読む

    2.波動 目次

    2−1 波の性質
    2−2 音波
    2−3 光波

    2−1 波の性質

    2−1−1 波とは?
    波は進んでいる
    波待ちのサーファー
    波の振動数と周期
    波の基本式
    位相とは?
    縦波と横波

    媒質の動き
    波の分野に出てくる物理量

    2−1−2 正弦波の式
    yx型とyt型
    振動を表す式
    波動関数
    波の式を極めよう その1
    波の式を極めよう その2

    2−1−3 波の重ね合わせ
    重ね合わせの原理
    干渉条件
    定常波

    2−1−4 波の回折・反射・屈折
    ホイヘンスの原理
    波の反射
    波の屈折

    2−1−5 反射波
    固定端と自由端
    正弦波の反射


    2−2 音波
    2−2−1 音とは?

    2−2−2 音波の要素
    振動数
    音速

    2−2−3 音波の性質
    音の干渉とうなり
    音波の反射
    音波の屈折
    音波の回折

    2−2−4 音波の振動
    定常波
    弦の振動
    気柱の共鳴

    2−2−5 ドップラー効果
    ドップラー効果「音源が動く場合」
    ドップラー効果「観測者が動く場合」
    【ガッチリ物理 波動分野の目次】の続きを読む

    私が執筆いたしました、
    『力学の基礎』が、
    6月8日に、
    技術評論社から
    発売されます。



    タイトル通り、
    力学に関する参考書です。

    内容は、高専や理工系大学生が
    対象となっておりまして、

    大学に入ったが、もう一度、
    力学を基礎からじっくりとやりたい人

    これから、物理を一から勉強したい人

    にとりまして、
    最適な内容になっていると思います。

    大学で勉強する物理は、まず、
    高校物理を理解することが大切です。

    その中でも「力学」の分野は、
    熱、波動、電磁気など、
    他全ての分野に関わる土台となるものです。

    その力学をできるだけわかりやすく
    高校物理の目線で執筆いたしました。

    ですから、
    高校生で力学の基礎を一から始めたい!
    という人にもピッタリな内容だと思います。 【『これでわかった!力学の基礎』が技術評論社より発売になります】の続きを読む

    このガッチリ物理ブログでも、今回の事故をきっかけに、
    高校物理における原子分野で勉強する内容をアップしました。

    核分裂と原子力発電
    放射性元素の半減期
    放射線の防御 α線とβ線とγ線

    高校物理での原子分野に関する問い合わせが多いことから、
    もう少し記事を書いてみようと思っている。

    高校で勉強する物理の分野に「原子」という分野がありまして、
    かつては、この分野も必ず勉強しなければいけませんでした。 【高校物理の原子分野で放射性物質について勉強しよう】の続きを読む

    学校でも放射線を学習する時間が失われつつあります。

    放射線は高校における物理の「原子」という分野に属しますが、
    ここでは、核分裂や核融合などの原子核反応のことなどを、
    核反応式を計算したりして、核のことを理論的に学習します。

    ちなみに、そこで出てくる単位はエネルギーの単位であって、
    「eV(エレクトロンボルト)」です。
    テレビでよく出てくる「ミリシーベルト」や
    「マイクロシーベルト」ではありません。

    この原子分野では、原子爆弾や原子力発電所のことも、
    先生によっては話すと思います。私は話します。

    しかし、この原子分野ですが、なぜか、
    何年か前から入試にも出題されなくなっています。 【高校で原子力や放射線を学習する時間が失われつつある】の続きを読む

    剛体とは「大きさをもち、力を加えても変形しない物体」のこと。

    これまで、物体を四角い箱で描いたりして、
    物体の大きさを考えてきたではないか?
    と思うかもしれないが、実はこれまで箱の絵は描いたが、
    扱いは点であった。

    質量をもった点、つまり、これを質点というが、
    物体を質点として扱っていた。

    現に、物体に力を加えても倒れなかった・・・
    つまり、平行移動のみを扱っていたのだが、
    このことからも、物体は質点で扱われていたことがわかるでしょう。

    では、物体を剛体として扱うとどういう現象が起こるのか?

    【剛体とは?】の続きを読む

    非等速円運動には、円の接線方向と向心方向に
    加速度が生じる。

    これらは座標の式を時間tに関して、
    2回微分することで求めることができる。

    半径rの円運動する物体の座標を決める式を
    x(t)=rcosφ
    y(t)=rsinφ

    とおけるならば、これをtで微分すると、
    x'=-rsinφ×φ'
    y'=rcosφ×φ'

    となる。これより、
    v=(x', y')=(-rsinφ×φ', rcosφ×φ')=rφ'×(-sinφ, cosφ)

    ここで、(-sinφ, cosφ)は接線方向の単位ベクトルとなっている。

    つまり、速度の方向は接線方向ということがわかる。

    さらにtで微分してみよう。 【非等速円運動について】の続きを読む

    今、技術評論社からの依頼で、
    『力学の基礎』という本を執筆しているのですが、
    全体についてはだいたい書き終えて、
    ただ今、第一回目の校正の段階です。

    これから完成までもうひと踏ん張り、といった様子。

    昨日、知人である中嶋茂夫さんが
    『Facebookでビジネスを加速する方法』という、
    今話題のFacebookの本を出版しました。

    Facebookでビジネスを加速する方法
    Facebookでビジネスを加速する方法

    ただ今、アマゾンで総合第2位!!
    彼もアマゾンで売り上げトップを目指しているから、
    これはいい刺激になります!
    (私も予約しちゃいました。。) 【『力学の基礎』の校正中です】の続きを読む

    キャプチャ


    まず、
    電気の世界というのは、
    目に見えない世界である、
    ということを頭に入れておこう。

    目に見えないから難しい
    というのではなく、
    我々の身のまわりの世界に
    たとえて理解する、
    のがコツだ。

    つまり、
    電気で起こっている出来事を、
    我々の世界では、
    こういうできごとに
    あてはまるだろう、
    と、イメージしながら
    考えていくことが大切!

    さて、一様な左向きの電場が
    存在する空間に
    +1クーロンの電荷が
    点Aにおいてあったとします。

    そしてこの+1クーロンに
    力を加えて電場に逆らって
    右向きに引っ張っていって、
    点Aから点Bまで
    仕事をしたとしましょう。

    このときの仕事を1Jとすると、
    点Aと点Bの間には
    1Jの位置エネルギーの差があり、
    点Bは点Aよりも
    位置エネルギーが1J大きい
    ということになります。

    これを、こう解釈しましょう。

    【電位とは何か?】の続きを読む

    熱量


    熱量とは物体が持っている
    「熱エネルギーの量」のことである。

    比熱、熱容量は
    物体の温まりやすさを示す量。

    比熱

    比熱は物質1gについての量。

    物質1gを温度1K上昇させるのに必要な熱量だ。

    水の場合は1gを温度1K上昇させるのに約4.2Jが必要である。

    だから、水の比熱は4.2、
    単位も含めて4.2J/(g・K)となる。

    比熱はいろいろな物質で異なるから、
    c〔J/g・K〕とおく。

    では、これを発展させて、
    m〔g〕、比熱c〔J/(g・K)〕の物体を
    温度ΔT〔K〕だけ上昇させるために
    必要な熱量を求めてみると、

    Q = m・ΔT・c

    と求まる。

    つまり、

    比熱c,質量mの物体の温度ΔTだけ変化させる熱量Qは

    Q = m・ΔT・c

    比熱の単位は[J/(g・K)]である。

    ※calを用いる場合、[cal/(g・℃)] となる。(水の比熱は1 cal/(g・℃) )

    熱量の計算では、質量の単位はふつう[g]を用いる。
    また、熱量の単位は[J](ジュール)を用いる。

    熱量の単位もcalも用いられるが、1 calは、
    水1gを1℃上昇させるのに必要な熱量を表わす。

    では、熱容量にいってみましょう。 【熱量と比熱、熱容量とは?】の続きを読む

    はじめ教室内にみんな着席していました。

    教室内の温度はとても低く、
    皆は動かずにじっと着席していました。

    そこで暖房のスイッチをON!
    教室内はだんだん温まって、
    みんなは動き出しました。

    はじめは席の近くの人と話し出します。

    そのうち席を立って動き出します。

    さらに温度が上昇します。

    皆の話も盛り上がって、
    どこでも自由に動き回って、
    教室内のあちらこちらへ散らばっていき、
    しまいには、教室外に出てしまう人もいます。

    この風景、イメージできましたか?!

    物質の温度を上昇させると、
    一般に、
    固体→液体→気体
    と状態変化していく。 【温度と熱運動】の続きを読む

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