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こんばんはNachillです。今回も万有引力による位置エネルギーについて解説します。別冊138億年の大宇宙その姿と全歴史(Newton別冊)Amazon(アマゾン)前回万有引力による位置エネルギーがU=-GmM/rであることを紹介しました。この式を導出してみたいと思います。以下の導出ではあるx軸を設定します。mghという式は地表から離れている位置では使用できませんでした。そこで無限遠(x=∞)を基準にします。
こんばんはNachillです。今回は万有引力による位置エネルギーについて解説します。別冊138億年の大宇宙その姿と全歴史(Newton別冊)Amazon(アマゾン)位置エネルギーに関しては以前でも触れました。その際は重力による位置エネルギーについて解説し、それはmghでした。しかしこの式が常に使える訳ではありません。物体が地表からかなり離れている位置を運動しているとき、はたらく力は位置によって変化します。そのため重力mgを用いることができま
こんばんはNachillです。今回は万有引力と重力の関係について解説します。新・演習力学(新・演習物理学ライブラリ2)Amazon(アマゾン)前回では万有引力の法則を紹介しました。F=G(mM/r^2)質量をもつすべての物体の間には万有引力がはたらいています。ということは当然、私たち人間にもはたらいていますよね。その1つが実は重力です。重力は、地表付近の物体が地球から受ける万有引力なんです。ということは以下のように表す
こんばんはNachillです。いよいよ力学も終盤にさしかかってきました...。今回は万有引力の法則についてです。新・演習力学(新・演習物理学ライブラリ2)Amazon(アマゾン)質量をもつすべての物体間には引力がはたらきます。この力を万有引力といいます。質量m,Mの2つの物体があったとします。この2物体が距離rだけ離れているときにはたらく万有引力の大きさFは、F=G(mM/r^2)と表されます。これを万有引力の法則といいます。
こんばんはNachillです。前回までは単振動の問題を解いてきました。今回は今まで用いてきた加速度の式について、より詳しく解説します。新・演習力学(新・演習物理学ライブラリ2)Amazon(アマゾン)下図のようにxの位置に物体があるとします。この物体が受ける復元力をF=-k(x-x₀)と定義します。この式を変形すると、ma=-k(x-x₀)a=-k(x-x₀)/mここでω=√(k/m)とする
こんばんはNachillです。前回の続きとなります。新・演習力学(新・演習物理学ライブラリ2)Amazon(アマゾン)【問題】上図のように、密度ρ₀の液体の中に高さがH、底面積Sの円柱がある。はじめに何も力を加えないと、円柱の上面は液面より高さH/4上にあった。重力加速度の大きさをgとする。液面を原点として鉛直上向きを正としたx軸をとる。円柱上面に力を加え、H/12下に下げて静かに手をはなしたところ、円柱は単振動をした。ただし、単振動している間は液体からの
こんばんはNachillです。今回も引き続き単振動の問題を解説します。「高校の物理」が一冊でまるごとわかるAmazon(アマゾン)【問題】上図のように、密度ρ₀の液体の中に高さがH、底面積Sの円柱がある。はじめに何も力を加えないと、円柱の上面は液面より高さH/4上にあった。重力加速度の大きさをgとする。液面を原点として鉛直上向きを正としたx軸をとる。円柱上面に力を加え、H/12下に下げて静かに手をはなしたところ、円柱は単振動をした。ただし、単振動している間は液
こんばんはNachillです。今回も単振動の問題を解説していきます。マンガでわかる中学理科物理・化学(COMIC×STUDY)Amazon(アマゾン)【問題】上図のように,ばね定数kの軽いばねの一端が天井に固定され,他端は質量mの物体にとりつけられている.外力を加えて物体を自然長の位置までもっていき,静かにはなしたところ,物体は単振動を始めた.以下の問いに答えよ.ただし,自然長の位置を原点として,ばねが伸びる方向に𝑦座標をとる.また,重力加速度の大きさを𝑔とする
こんばんはNachillです。前回の続きで単振動の問題を解いていきます。新・演習力学(新・演習物理学ライブラリ2)Amazon(アマゾン)【問題】上図のように質量mの物体が水平でなめらかな床の上に静止している。ばね定数kのばねの一端を物体にとりつけ、他端を壁に固定する。ばねが自然長となる位置を原点とし、ばねが伸びる方向にx軸をとる。物体に力を加え、自然長からAだけ伸びた状態で物体から静かに手をはなしたところ、物体は単振動した。このときの単振動
こんばんはNachillです。今回は前回まで見てきたことを踏まえ、実際に単振動の問題を解いてみたいと思います。新・演習力学(新・演習物理学ライブラリ2)Amazon(アマゾン)【問題】上図のように質量mの物体が水平でなめらかな床の上に静止している。ばね定数kのばねの一端を物体にとりつけ、他端を壁に固定する。ばねが自然長となる位置を原点とし、ばねが伸びる方向にx軸をとる。物体に力を加え、自然長からAだけ伸びた状態で物体から静かに手をはなしたところ、物体
こんばんはNachillです。今回は単振動の問題の解き方について解説します。振動・波動演習(有山正孝編)基礎物理学選書24Amazon(アマゾン)まず前提として、単振動の問題を解く際は、きちんと作図しましょう。問題把握の段階で勘違いしていれば、後々悲惨な結末が訪れます。問題の条件をしっかり理解するために図はきちんと描きましょう。その上で単振動の問題を解く際の流れを挙げていきます。①まず問題を円運動として考えられないか(これで解けることできればも
こんばんはNachillです。今回は単振動の周期について解説します。マンガでわかる中学理科物理・化学(COMIC×STUDY)Amazon(アマゾン)単振動といえば、振動中心をはさみ、同じ幅で動く単純な振動運動であることはすでに何回か述べていると思います。しかし単振動はこの言い方の他にも、等速円運動を直径に投影したときと同じように動く振動運動でもありましたね。つまり、単振動において、実際の直線運動を考えるとき、円と考えて単振動を見ることもできます。
こんばんはNachillです。今回は振幅の調べ方について解説します。なお今回は求め方のみに注目しますので、実際に振幅を求める具体例などは、次回以降になります。短期攻略大学入学共通テスト物理(駿台受験シリーズ)Amazon(アマゾン)${EVENT_LABEL_01_TEXT}まず単振動とは、振動中心をはさみ、ある同じ幅で往復をする運動でした。ここである同じ幅(振幅)はどのようにして求めればよいのか。振幅の求める際には以下の2つのパターンがあります
こんばんはNachillです。今回は単振動の振動中心の位置について解説します。2024共通テスト総合問題集物理(河合塾SERIES)Amazon(アマゾン)${EVENT_LABEL_01_TEXT}まず単振動とは、振動中心をはさみ、ある同じ幅で往復をする運動のことでした。ここで振動中心とはどの位置なのか、それは力のつり合いが成り立つ位置です。単振動での振動中心は、力がつり合い、物体がずっと静止できる位置となります。(その理由については次回
こんばんはNachillです。今回から単振動を解説します。高校物理の解き方をひとつひとつわかりやすく。改訂版(高校ひとつひとつわかりやすく)Amazon(アマゾン)${EVENT_LABEL_01_TEXT}単振動の基本的なところからみていきます。まず単振動はどういうものかというと、振動中心をはさみ、同じ幅で動く単純な振動運動です。また別の表し方をすれば、等速円運動を直径上に投影したときと同じように動く振動運動となります。(下図)単振動は主
こんばんはNachillです。今回は遠心力について解説します。高校物理の解き方をひとつひとつわかりやすく。改訂版(高校ひとつひとつわかりやすく)Amazon(アマゾン)${EVENT_LABEL_01_TEXT}前回まで慣性力を見てきましたが、実は遠心力は慣性力の1種です。それではどういうときに慣性力を遠心力というのか、それは円運動する物体に観測者が乗ったときです。慣性力は観測者が観測物のもつ加速度をもっていることが条件でした。円運動する物体があった
こんばんはNachillです。3回にもわたった単元はおそらく慣性力が初めてですが、それだけ大事ですのでがんばりましょう!共通テスト過去問研究物理/物理基礎(2024年版共通テスト赤本シリーズ)Amazon(アマゾン)【問題】(2021年第1回共通テストより)こちらは第1回共通テスト・物理の大問1で出た問題です。なんとなく直感で分かってしまいそうですが、問題を解く際はちゃんと根拠を持って回答することが大切です。それでは実際に解いてみましょう。制限
こんばんはNachillです。今回は前回に続いて慣性力を解説します。高校物理の解き方をひとつひとつわかりやすく。改訂版(高校ひとつひとつわかりやすく)Amazon(アマゾン)慣性力については詳しく前回で説明したので、今回は具体例を踏まえつつ、慣性力の定着を目指し解説します。上図ではつり革を考えています。慣性力がはたらいているように見えることのポイントは、観測者が加速度が持っていることです。そのため電車の外の観測者は、加速度を持っていないた
こんばんはNachillです。今回は慣性力について解説します。とても大事な単元であると同時に、苦手としている人の多い単元でもあります。難しいと思いますが、頑張って書いてみたのでぜひ記事をご覧ください!【整備済み品】AppleiPhone864GBゴールドSIMフリーAmazon(アマゾン)まず下図をご覧ください。静止している観測者の立場では、小球は静止していますよね。一方で乗り物上の観測者の立場では、小球は加速度aで運動しているように見え
こんばんはNachillです。今回は向心加速度の導出について解説します。【整備済み品】AppleiPhone864GBゴールドSIMフリーAmazon(アマゾン)下図のような円上を反時計回りに運動している物体があるとします。またP地点でt=0、Q上でt=Δtであるとすると、a=Δv/Δt=(v'-v)/Δtのように加速度が求められます。ここで上図より、vとv'の成す角はωΔtであるため、|Δv|
こんばんはNachillです。今回は円運動の運動方程式について解説します。高校物理の解き方をひとつひとつわかりやすく。改訂版(高校ひとつひとつわかりやすく)Amazon(アマゾン)そもそも物体が円運動を維持するためには、中心向きに力(向心力)が常にはたらいている必要があります。このことから、円運動では常に中心向きに加速度(向心加速度)が生じています。ここで注意してほしいのが、加速度はベクトル量であるということです。つまり大きさと向きを持つ量です。加
こんばんはNachillです。今回は円運動の周期について解説します。宇宙一わかりやすい高校物理力学・波動Amazon(アマゾン)まず前回の復習です。円運動の速さvは、円弧の長さを、角速度ωは1秒間で回転した角度を表していました。単位はそれぞれ(m/s)、(rad/s)になります。またそれぞれの間にはv=rωという関係が成り立ちます。これらを踏まえて円運動の周期を見ていきます。まず円運動における周期の定義は、周期T:1周するのにかか
こんばんはNachillです。今回は円運動について解説します。高校物理:教科書が物足りない人のためにAmazon(アマゾン)円軌道に沿う物体を見ていきます。まず速さですが、直線での定義と同じになります。ところで速さの定義は覚えているでしょうか。速さv:1秒あたりに進む距離(m/s)円軌道に沿って1秒間に物体が動いた円弧の長さがv(m)となります。次に角速度についてです。角速度とは...角速度ω:1秒あたりに進む角度
こんばんはNachillです。今回ははねかえり係数について解説します。高校物理の解き方をひとつひとつわかりやすく。改訂版(高校ひとつひとつわかりやすく)Amazon(アマゾン)端的にいえば衝突の激しさを表す量です。ある速度vの物体が壁に衝突したとします。衝突後の物体の速度v'は衝突前と比べ、向きが逆になり、大きさが小さくなります。ここで、0≦e≦1で定義されたeを使用すると、v'=-evと表現できます。ここで定義したeがはねかえ
こんばんはNachillです。今回は力積と運動量の関係について解説します。学び直し高校物理挫折者のための超入門(講談社現代新書)Amazon(アマゾン)まずは導出方法です。質量mの物体があり、t=0のとき速度v₁であった物体に一定の力Fを加え、t=Δtのときに速度がv₂に変化したとすると、ma=Fを変形して、m・(Δv/Δt)=F⇒mΔv=FΔtΔvはv₂-v₁なので、m(v₂-v₁)=FΔt⇒mv₂-mv₂
こんばんはNachillです。今回は仕事とエネルギーについて解説します。大人のための高校物理復習帳役立つ物理の公式28(ブルーバックス)Amazon(アマゾン)まず、運動エネルギーや位置エネルギーを見てきましたが、これらの和を力学的エネルギーといいます。③-2で運動エネルギーと仕事の関係について解説しました。この関係は、運動エネルギーの変化と物体にはたらく力がした仕事が等しいことでした。この関係を式に表します。運動前後の速さをそれぞれv₀、vとし、仕
こんばんはNachillです。今回は位置エネルギーについて解説します。はじめて学ぶ物理学---学問としての高校物理(上)Amazon(アマゾン)まず位置エネルギーの定義についてです。位置エネルギー:物体がある位置から基準位置まで仮に移動した場合、保存力がする仕事(保存力が仮にする仕事)前回保存力について解説しました。実は位置エネルギーは保存力の種類によっていくつか存在します。今回ここでは重力と弾性力による位置エネルギーを見ていきます。大人
こんばんはNachillです。今回は運動エネルギーについて解説します。学び直し高校物理挫折者のための超入門(講談社現代新書)Amazon(アマゾン)まずエネルギーとは何か、定義(解釈)としては、他の物体に仕事をする能力です。これは言い換えるとすなわち、仕事が蓄えられている状態のことです。そのため単位は仕事と同じJ(ジュール)となります。それではいくつかエネルギーの種類について見ていきます。運動エネルギーK=mv^2/2:質量mの物体
こんばんはNachillです。今回は仕事について解説します。宇宙一わかりやすい高校物理力学・波動改訂版(宇宙一わかりやすいシリーズ)Amazon(アマゾン)まず仕事には大きく2つの定義があります。・エネルギーを変化させる力の作用・力の距離的効果そして単位は(N・m)=(J)(ジュール)です。前回仕事は力ベクトルと変位ベクトルの内積(W=F・Δr)であることを述べました。これより仕事の符号は、進行方向と力の向きを比べます。同じ向き
こんばんはNachillです。今回は高校物理を勉強していく中で、おすすめの参考書を挙げたいと思います。①秘伝の物理問題集秘伝の物理問題集[力学・熱・波動・電磁気・原子](ひとりで学べる)Amazon(アマゾン)力学、熱力学、波動、電磁気学、原子全ての単元が含まれています。各単元の基礎をしっかりと固めたい人におすすめです。この問題集で特徴的なのが、問題に載ってあるQRコード(全ての問題ではありませんが...)、を読み取ることで、著書であ