物理のよくある質問

力学

定滑車の内輪側と外輪側の張力の大きさの比,移動距離の比

NEKO 外輪の半径が$R$で内輪の半径が$r$の定滑車(十分軽いとし,摩擦や空気抵抗は無視)で,外輪側の張力と内輪側の張力の大きさの比や,外輪側にとりつけられた物体の加速度の大きさと内輪側にとりつけられた加速度の大きさの比が必要...
演習問題

交流ブリッジ

PHYさん 今回は,交流ブリッジの問題について考えてみたいと思います.抵抗$R$と$r$の2つの抵抗と電気容量$C$のコンデンサー,自己インダクタンス$L$のコイル,スイッチS,交流電源を用いて,上図の回路をつくってみます.そして...
分野別

投げ上げ運動 速さに比例する抵抗力がはたらくとき,行きの時間と帰りの時間どちらが短い?

PHYさん 重力だけがはたらく運動の場合,水平面から鉛直真上に投げ上げると, 水平面から最高点に達するまでの時間(行きの時間)=最高点から再び地面に帰ってくるまでの時間(帰りの時間) ということはよく知られていると思います.今...
波動

弦を伝わる速さ$v=\sqrt{\dfrac{S}{\rho}}$の証明.円運動を考える理由

NEKO 線密度$\rho$,張力の大きさ$S$の弦を伝わる速さ$v$は $v=\sqrt{\dfrac{S}{\rho }}$ っていうのは,覚えているんだけど,その証明の問題で,なぜか円運動の運動方程式を立てているんだよね...
分野別

コンデンサーの極板を動かしたときのエネルギーの式に「静電気力がする仕事」を入れない理由

NEKO 極板面積$S$の2枚の金属板に電荷$Q,-Q$が蓄えられている状態で下側極板を押さえておき,上側極板に外力を加えて極板間隔を$d\to d+\varDelta x$にゆっくり(つまり,つり合いを保ちながら)移動させる問題があるよ...
物理のよくある質問

面積速度を用いて楕円の周期を求めてみる(ケプラーの第3法則は使わない)

PHYさん 今回は楕円の周期$T$を面積速度$A$と楕円の面積$S$の関係から求めていきたいと思います. 周期$T$と面積速度$A$と楕円の面積$S$の関係 面積速度一定の法則 $\rm O$を中心として物体が運動していると...
物理のよくある質問

重心からみた2次元弾性衝突

NEKO 重心からみた2つの物体の弾性衝突の問題って,かなり複雑でわけがわからなくなるんだけど.結局何がいいたいんだろう?? PHYさん 重心からみた弾性衝突は次の2つのポイントを最終的に聞かれることが多いです. 重心から...
演習問題

反発係数$0$は必ずくっつく??

NEKO 反発係数$0$の衝突って物体同士がくっつくと聞いたんだけど,本当にそうなのかな?? PHYさん そうですね.それでは,次の問題を例に解説していきましょう. 下の問題は少し文章は変更していますが,2021年の筑波大の...
原子物理

結合エネルギーが与えられたときの核反応で生じるエネルギーの計算

PHYさん $^{2}_{1}{\rm H}+^{2}_{1}{\rm H}\to ^{1}_{1}{\rm p}+^{3}_{1}{\rm H}$ $^{2}_{1}{\rm H}$の結合エネルギーが$A$,$^{3}_{1}{\...
原子物理

光電効果の実験にある可変抵抗の意味

NEKO 光電効果の実験でよく出てくる可変抵抗器っていったいどんな役割何なんだろう?? PHYさん では,具体的に次のような設定をして,確認をしていきましょう. PHYさん 上は,2つの直流電池,アース,長...
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