分野別 万有引力と静電気力の位置エネルギーの違いの理由
万有引力による位置エネルギー 質量$M$と質量$m$の物体の距離を$r$とする．万有引力の位置エネルギーの基準点を無限遠とし，万有引力定数を$G$とすると，万有引力のよる位置エネルギー$U$は $U=-G\dfrac{Mm}{r}$ 静電気...
物理のよくある質問
分野別 
分野別 投げ上げ運動の際の対称性の理由を$v-t$グラフで考える．
NEKO 投げ上げ運動の際には，次のことをよく使うね． 投げ上げ運動と対称性 時刻$t=0$において，速さ$v_{0}$で投げ上げたときの運動を考える． 投げ上げた地点を原点として上向きに$y$座標をとる． 最高点に達する時刻を$T$とする...
分野別 速度交換
PHYさん 今回は，速度交換についての話です． 次のことを確認しましょう． 速度交換 2つの物体の質量が同じで，反発係数$1$の正面衝突をする． このとき，2つの物体の速度は衝突前後で交換される． ※ 運動量が保存しない状況では× 一次元衝...
分野別 [交流] 電力と静電エネルギーの関係[コンデンサー]
NEKO 今回は，電力と静電エネルギーの関係について話をしたいと思います． この2つにはどのような関係があるのでしょうか？ NEKO 上図のように，時刻$t$において，Gに対するAの電位が$V(t)=V_{0}\sin\omega t$のと...
分野別 ホイートストンブリッジ回路の平衡条件（必要十分を示す）
ホイートストンブリッジ回路の平衡条件 上図に回路において，スイッチを閉じたときに検流計に電流が流れなかった． このとき，抵抗$R_{1}$，$R_{2}$，$R_{3}$，$R_{4}$の間に次の関係が成り立つ． $\dfrac{R_{1}...
コンデンサー 極板間にはたらく力はF=qEではない！?
NEKO 上図のように，面積$S$の平行平板コンデンサーがあって，極板に蓄えられている電荷が$Q$，$-Q$とします． コンデンサー間の電場の大きさを$E$とすると，極板にはたらく引力$F$は $F=\dfrac{1}{2}QE$ だったん...
分野別 弾性衝突とみなせる運動
PHYさん 一見，衝突にはみませんが，弾性衝突とみなすことができる問題があります． 今回は，この問題を扱ってみましょう． 問題1 上図のように，なめらかな水平面になめらかな斜面をもつ質量$M$の台と質量$m$の小物体がある． 台を静止させて...
分野別 コンデンサーの極板の電荷分布
PHYさん 平らな極板2枚を平行に固定してコンデンサーをつくりましょう． もともと，極板には電荷が蓄えられていない状況で電池につなぐと，片方の極板からもう片方の極板に電荷が移動し，2枚の極板に電荷が蓄えられます． このとき，2枚の極板の電荷...
物理のよくある質問 [コンデンサー]導体の挿入によって電気容量が変化する
NEKO 平行板コンデンサーに導体（金属板）を挿入すると，電気容量が変化するんだよね？ 結論は次のようになるってことは知っているけど，なんでこんなふうになるうだろう？？ コンデンサーへの導体板の挿入 2枚の極板A，Bによってつくられた平行板...
分野別 平行板コンデンサーの電気容量
PHYさん 今回は，平行板コンデンサーの電気容量の式の話です． 平行板コンデンサーの電気容量 面積$S$の平らな導体板2枚を距離$d$だけ隔てて固定する． 真空の誘電率を$\varepsilon_{0}$とする．真空中において，このコンデン...