物理のよくある質問

分野別

$LC$振動回路 回路の式を立て,単振動の運動方程式と見比べる

PHYさん 今回は,$LC$振動回路について説明します. 入試問題でも割とよくみかけますが,とっつきにくい印象があるかもしれません. 直観的な理解の仕方もありますが,ここでは回路の式を立て,単振動の運動方程式と見比べることで,電流や電圧の時...
分野別

電流の定義式,「+」なのか「-」なのか.

NEKO コンデンサーに蓄えられている電荷を$q$として,流れる電流を$i$としたとき, $i=\dfrac{\varDelta q}{\varDelta t}$ だったり $i=-\dfrac{\varDelta q}{\varDelta...
分野別

円形コイルの中心軸に作られる磁場の向きは?

PHYさん 円形コイルに電流を流したときに,磁場の向きは上図のようになります. 今回は,なぜこのような向きになるのかを説明していきます. 前提として,次のことを確認しておきましょう. 電流が作る磁場の向き 電流の向きを右手の親指の向きとする...
分野別

ガウスの法則が成り立つ理由を説明

NEKO ガウスの法則の立て方はわかるんだけど,なんでこんな式が成り立つんだろう?? ガウスの法則 閉曲面$\rm C$内にある電荷の総和を$Q$とする. 電場が閉曲面に垂直に貫く面積を$S$とする.このとき,次式が成り立つ. $ES=4\...
分野別

ベータトロン 内部磁場を変化させると半径はどう変わるか

NEKO 前回,ベータトロンを扱ったね. もし,円周上の磁場を「ベータトロン条件」を満たさないで変化させた場合はどんなことが起こるんだろう? なんとなく,電子が加速するから半径が大きくなるのかな? PHYさん いえ,実は内部および軌道上の磁...
物理のよくある質問

ベータトロン 軌道内の磁束密度の変化と軌道上の磁束密度の変化

NEKO ベータトロンの問題では,2つの磁束密度が登場するよね? なんで2つの磁束密度が出てくるんだろう? PHYさん ベータトロンは荷電粒子の加速器の一種です. ベータトロンは荷電粒子の軌道半径を一定に保ったまま加速します. 荷電粒子を加...
力学

[よく間違う]弾性力がする仕事

問題 図のように,ばね定数$k$のばねの一端を壁に固定し,他端を質量$m$の物体にとりつけた.ばねが自然長になる位置を原点Oとし,ばねが伸びる方向に$x$軸をとる. 物体に力を加えて,$x=a$$(a>0)$まで移動させたのちに手を放すと物...
演習問題

[よくある間違い]注意しなければいけない熱効率の計算

PHYさん 今回はよくある熱効率の計算の間違いについて話をします. 間違い例も含めて紹介します. 問題 上図は縦軸が気体の圧力$p$,横軸が気体の体積$V$のグラフである.気体は単原子分子理想気体で,A→B→C→Aの順に準静的変化をする.A...
分野別

[よくある質問]浮力の式の説明

NEKO 浮力の大きさは次のアルキメデスの原理を使えば,簡単に計算できるね. でも,なんでこういう計算になるんだろう?? アルキメデスの原理 物体にはたらく浮力の大きさは,物体がおしのけた液体(または気体)の重さと等しい. おしのけた液体(...
分野別

[よくある質問]深さが同じ場所の圧力はどこも同じ.

静止している液体において,深さが同じ場所の圧力はどこも同じ. 上図において,A , B , Cはどこも同じ圧力である. NEKO AとCはなんとなくそんな感じはするけど,Bは本当に同じなのかな?? いまいちピンとこない... PHYさん こ...