コンデンサー 櫛(くし)型コンデンサーの電気容量
PHYさん今回は，2025年の関西学院大や2015年の大阪大にも出題された「櫛(くし)型コンデンサー」の電気容量を求める問題を扱います．問題図のように，6枚の同形導体板の面どうしが平行になるように固定されている．導体板の面積は$S$であり，...
物理のよくある質問
コンデンサー 
レンズ・鏡 凸レンズの問題 対称性の利用
NEKO物体とスクリーンの間に凸レンズをおいて，凸レンズを動かしたとき，スクリーンにはっきりと像ができるときの凸レンズの位置は，レンズの式で求めることができたよね？設定によっては，スクリーンにはっきりと像ができるときの凸レンズの位置は下のよ...
分野別 [気柱共鳴] 水だめとガラス管内の水面の変位の関係
PHYさん気柱の共鳴実験を行う際，ガラス管を固定し，水を入れて水だめを上下されることで，ガラス管内の水面の位置を調節します．今回は，気柱の共鳴実験の話ではなく，ガラス管内の水面を$\varDelta l$下に移動させるには，水だめを下にどの...
分野別 音叉の向きで弦の振動数が変化する
PHYさん同じ振動数の音叉でも音叉の向きによって，弦に伝わる振動数は異なります．上図の左では音叉の振動数と弦に伝わる振動数は同じですが，上図右では弦の振動数は音叉の振動数の半分になってしまいます．このことを振動の図を描きながら確認していきま...
分野別 交流の発生と直流発電機
PHYさん磁場がある中でコイルを回転させると交流が発生します．交流は電位がプラスになったり，マイナスになったりすることで回路をつなげると電流の向きが時間とともに変化してしまいます．そこで，整流子とブラシをつけることによって，交流の電位がマイ...
力学 運動エネルギーを重心の運動エネルギーと相対運動の運動エネルギーに分ける．
PHYさん今回は，2つの物体の運動エネルギーの和を重心の運動エネルギーと相対運動の運動エネルギーに分けることについて考えていきたいと思います．運動エネルギーの変形質量$m_{1}$，速度$v_{1}$の物体1と質量$m_{2}$，速度$v_...
分野別 平面波の速度を分解！？
PHYさん今回は，平面波の誤った速度の分解についての話です。まずは，以下の問題を解いてみてください。問題ある時刻で物体Pが波面②上にあり，静止している．波長$\lambda$の平面波が速さ$V$で移動しているとき，物体Pが波面②上にある状態...
力学 重力による位置エネルギー$mgh$,と万有引力による位置エネルギー$-\dfrac{GMm}{R}$は関係あるの？
地球の質量を$M$，半径を$R$として，質量$m$の物体を地球表面より高さ$h$の場所にもっていくと，地球表面を基準点として，重力による位置エネルギー$U_{1}$は$U_{1}=mgh$になることはよく知られた式だと思います．万有引力によ...
力学 定滑車の内輪側と外輪側の張力の大きさの比，移動距離の比
NEKO外輪の半径が$R$で内輪の半径が$r$の定滑車（十分軽いとし，摩擦や空気抵抗は無視）で，外輪側の張力と内輪側の張力の大きさの比や，外輪側にとりつけられた物体の加速度の大きさと内輪側にとりつけられた加速度の大きさの比が必要な問題をとき...
演習問題 交流ブリッジ
PHYさん今回は，交流ブリッジの問題について考えてみたいと思います．抵抗$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，スイッチS...