[大学への物理] [理系の掲示板]
[5677] 2物体を一体としていい条件とは? 投稿者:モンモン 投稿日:2006/11/10(Fri) 22:24:24

よろしくお願いします.
【出典】 千葉工大
【問題文】 傾角θの荒い面となめらかな面からなる斜面がある。いま荒い面に質量mの物体Aをなめらなかな面にAと同じ質量mの物体Bを置いて、両者を軽い糸で結んだら静止した。このとき、Aがすべらずに静止していられる最大の傾角の正接はいくらか。あらい斜面とAとの間の静止摩擦係数をμ、重力加速度の大きさをgとする。
【解答】 2つの物体を別々に考えて、tanθ=μ/2になるのはわかるのですが、一体と見みてはいけない根拠がわからないんです。いろんな人に聞いても摩擦の加わる部分が違うのだから一体にできないといわれます。じゃあ何でできないのでしょうか?そういうもんなのでしょうか。


[5677へのレス] Re: 2物体を一体としていい条件とは? 投稿者:kou 投稿日:2006/11/11(Sat) 21:45:52

一体と考えると、別々に考えた時と比べて垂直効力が2倍になるので摩擦力も2倍になってしまいますね。


[5677へのレス] Re: 2物体を一体としていい条件とは? 投稿者:モンモン 投稿日:2006/11/14(Tue) 19:09:48

遅くなりました。すみません。
摩擦力も2倍になるからいけないというのは、別々に考えたときのものと比べるとそうなるでわかります。最初から一体と見てしまうと気づかないので、一体としていけないときの条件とかあるのでしょうか。


[5677へのレス] Re: 2物体を一体としていい条件とは? 投稿者:tak 投稿日:2006/11/25(Sat) 10:42:59

2つの物体を1つの物体として扱っても問題はありませんが,ただし「1つの質点」と考えることはできません.したがって,1つの物体と「思っても」ほとんど意味はないと思います.

もちろん,1つの物体として考えることはできますが(例えば,糸でつながれている二つの物体全体を,じゅうたんに置き換えてみてください.そうすれば,じゅうたんは変形する一つの物体として考えることができるでしょう.),どの大きさの力が,どの方向に,<どの場所に>働くかが力学で重要なポイントです.この場合,じゅうたんに働く力は場所によって異なりますから,単純に,じゅうたんを「質点」として考えるわけにはいきません.


[5677へのレス] Re: 2物体を一体としていい条件とは? 投稿者:モンモン 投稿日:2006/11/29(Wed) 17:16:31

質点という考え方でわかりました。ありがとうございました。


[5677へのレス] Re: 2物体を一体としていい条件とは? 投稿者:beam-up 投稿日:2006/11/30(Thu) 02:25:29

話が収束したかのようですが、ちょっと一言コメントさせてください。最初に図がないのでA、Bと斜面の位置関係がわかりづらいのですが、斜面上方のあらい面上にA、下方のなめらかな面上にBがありそれらが糸で結ばれている状況を想定しておきます。この場合物体系を「一体」とみなそうが、2物体系とみなそうがどちらでもよく、当然答えは同じになります。
まず確認しておきますが、ここでAとBと糸を一体とみなすということは、その系にはたらく外力がA、Bにはたらく重力と垂直抗力、そしてAにはたらく摩擦力の5つであると考えてつりあいの式を考えることにほかなりません。この場合、内力である糸の張力(ましてやA、B内部の変形力)は考えてはいけないということです。力学の問題では注目する物理系をどうとるかが決まってはじめて外力が決まり、その外力の和によって系の運動が定まります。この問題を一体系として解くことには何の問題もありません。A、Bが同時に滑り出す直前の斜面方向の力のつりあいを考えます。斜面下向きのA、Bにはたらく重力の斜面成分と斜面上向きのAの下面がうける最大静止摩擦力ががつりあっていますので、
 2mgsinθ = μmgcosθ 
が成り立ちます。したがってtanθ=μ/2。
なお、ここで注意したいのは最大静止摩擦力はその摩擦が生じている面(この場合はAの下面)にはたらいている垂直抗力(mgcosθ)によってのみ決まるということです。摩擦がはたらいていない面の垂直抗力は別の面にはたらく摩擦力には関係ありません。(なお、蛇足ですが「一体」と「質点」は別の概念です。)


[5676] 楽しめる物理問題集 投稿者: 投稿日:2006/11/08(Wed) 21:33:50

こんにちわぁ。私は今難系、理論物理の道標(河合)を繰り返しやり尽くし、ちょっと欲求不満に陥っています(笑)。今年の物理オリンピックにも出場させていただいたのですが問題の質の高さに感動しもっともっと新鮮な問題に触れたいと思うのですが高校参考書レベルでは物足りなさを覚えます。こんな私にぴったりな物理系の書物はないでしょうか??とにかく考えさせられる問題に取り組みたいんです!!助けてください、お願いします。


[5676へのレス] Re: 楽しめる物理問題集 投稿者:工学屋 投稿日:2006/11/10(Fri) 16:49:44

問題集じゃないといけませんか? 大学の領域に一歩踏み出してよいのなら,あなたの向学心を満たしてくれるものはいくらでもありますが…。
手始めにこんな本↓は如何でしょうか。
http://www.amazon.co.jp/gp/product/486064090X/sr=1-12/qid=1163144328/ref=sr_1_12/503-8230442-5471967?ie=UTF8&s=books


[5676へのレス] Re: 楽しめる物理問題集 投稿者: 投稿日:2006/11/10(Fri) 20:56:23

返信ありがとうございます!!しかしながらこの本は高Tの時に読ませていただき家にありました・・・・残念です。力学に限らず熱力学や電磁気学などの分野で楽しんで読めるものってないですかねえ・・?難しい注文でほんとにスイマセン・・・。


[5676へのレス] Re: 楽しめる物理問題集 投稿者:ふう 投稿日:2006/11/10(Fri) 21:13:28

分冊になってしまいますけど、有名所のファインマン物理学はどうですか?


[5676へのレス] Re: 楽しめる物理問題集 投稿者:よこやま 投稿日:2006/11/11(Sat) 00:52:15

 高校レベルで物足りなければ、大学教養課程レベルに踏み込むまででは?
 街の大きな本屋の理学書コーナーには、欲求を満たしてくれる内容の物理の教科書や演習書が沢山有りますよ。
 とりあえず、
http://www.amazon.co.jp/gp/product/4000067524/
...くらいがスラスラ読めるなら、先へドンドンお進みになるのが良いのではないかと。
 ご無理なようなら、また考えましょう。


[5666] {熱力学} 圧力のこと&未知数の考え方について 投稿者:ごろり 投稿日:2006/10/20(Fri) 01:08:53

ごろりといいます。特定の問題というわけじゃないのですが、熱力学に関して質問させてください。

ピストン内部と外部の圧力がつりあったまま動く、というような設定の問題が結構ありますが、どうして力がつりあっているのにピストンは動き始めるのでしょうか?無限小時間だけ、どちらかの圧力が大きくなっているのを理想化しているのですか??

また、この分野に関してなんですが、状態方程式を立てる際に、どことどこの圧力が等圧(等温)のまま、というのがイマイチわからず、無駄な未知数のせいで未知数の合計数が方程式の数より多くなったり、というような事態になることがあります。どういう見分け方をすればいいのでしょうか??

以上の二点に、どなたかアドバイスお願いします。。。。


[5666へのレス] Re: {熱力学} 圧力のこと&未知数の考え方について 投稿者:リレイヤー 投稿日:2006/10/27(Fri) 12:20:32

力がつりあっていても、物体は動きますよ。(運動方程式)
もちろん、動き出す瞬間は何かの力が必要でしょうが、今は動いているときを考えているので、そこは暗黙の了解、というか考えないことにしているのではないでしょうか?
いずれにしろ、そういう設定の下で問題を解け、といっているのですから深く悩む必要はないとおもいます。
後半ですが、変数はP,V,Tが変化前、変化後、とあるので合計6つの未知数があるわけですよね?
問題の条件、力の釣り合いを考えれば必ず減るはずです。
便利な見分け方は物理にはありません。
しかし、しっかり問題を読んで、条件を探せば難しいことではないと思います。


[5666へのレス] Re: {熱力学} 圧力のこと&未知数の考え方について 投稿者:ごろり 投稿日:2006/10/28(Sat) 00:21:53

>リレイヤーさん

返信ありがとうございます。
先日解いた問題で、未知数12個の問題がでてきて、どこをどうすればよいかですごく悩んだので、質問させていただきました。
思ったのですが、基本的に【じわじわ動く】ときは、釣り合いを保っていると考えてよいのでしょうか?


[5666へのレス] Re: {熱力学} 圧力のこと&未知数の考え方について 投稿者:リレイヤー 投稿日:2006/11/02(Thu) 18:15:57

そうですね。
受験問題にはいくつか暗黙の了解がありますが、
それも暗黙の了解の典型的なものだとおもいます。


[5666へのレス] Re: {熱力学} 圧力のこと&未知数の考え方について 投稿者:ごろり 投稿日:2006/11/02(Thu) 23:37:00

ありがとうございます。もう割り切って解こうと思います。詳しくは大学に入れてから追究します・・・・


[5665] 力学的エネルギー 投稿者:高橋 投稿日:2006/10/08(Sun) 12:40:54

【出典】 2003年 奈良女子大学の入試問題

【問題】
 天井からつるしてある質量を無視できるばねに、質量mの重りをつけ、表面がなめらかな板で下から支えてばねを自然に保つ。ばね定数をk、重力加速度の大きさをgとして、以下の問に答えよ。

〔B〕板を瞬間的に取り除いた場合を考える。
   
 (1)ばねの伸びがxのとき、重りの速さがvであるとする。重りの運動エ ネルギー、重りの重力による位置エネルギー、ばねの弾性力による位 置エネルギーを記せ。ただし、x=0のときを重力による位置エネルギ  ーの基準とする。

 (2)力学的エネルギーの保存則を用いて、ばねの伸びの最大値を求め よ。

 (3)重りの速さが最大になるときのばねの伸びを求めよ。

〔C〕板を鉛直方向にゆっくりと下げていく場合と瞬間的に取り除く場合でばねの伸びの最大値が異なること示し、なぜその違いが生じるのか説明せよ。

【途中まで考えたこと】
図を描いて考えた結果、
(1)mg=N+kx
(2)板がなくなるとN=0となり、(1)の式からx=mg/k
(3)(1/2)×(mg/k)×(mg)=mの2乗×gの2乗/(2k)

〔B〕
(1)重りの運動エネルギー (1/2)mvの2乗、
重りの重力による位置エネルギー −mgx
ばねの弾性力による位置エネルギー (1/2)kxの2乗

(2)力学的エネルギー保存の関係より、
0−mgx+(1/2)kxの2乗=0+0+0
となり、最大値2mg/k

・・・とここまでは考えついたのですが、(3)と〔C〕は考えつかないので、助言をいただけたらとおもいます。


[5665へのレス] Re: 力学的エネルギー 投稿者:Dr. Tanaka 投稿日:2006/10/10(Tue) 14:57:58

こんにちは.久しぶりに,投稿します.
B(3) 単振動では,振動中心で速さが最大になりますね.
(詳細は参考書で確認下さい.)
運動方程式を書いてみると,何処が振動中心なのかがわかるので,後は力学的エネルギー保存則の式から,速さを求めればよいかと思います.

[C]ゆっくりと下げていく場合,抗力が重力と逆向きにかかりますね.つまり,この場合は抗力が仕事をするため,力学的エネルギーは保存しません.瞬間的に取り除く場合とでは,この点が違いますね.このことを考えてみたらいかがでしょう.


[5665へのレス] Re: 力学的エネルギー 投稿者:Dr. Tanaka 投稿日:2006/10/10(Tue) 15:01:27

B(3)はバネの伸びを答えるだけでしたね.それだったら,振動中心でいいですね.


[5661] 帯電した平面による電場 投稿者:高橋 投稿日:2006/10/02(Mon) 14:33:31

【出典】不明

【問題】真空の誘電率をεとして以下の問に答えよ。
  〔A〕真空中に面積Sの十分に薄い金属平板があり、その上に電荷Q(Q>0)が一様に分布している。
    
   (1)電荷からでている電気力線の総数Nを求めよ。
   (2)電気力線が金属平板に垂直で外を向いているとして、
金属平板のまわりの電場の大きさEを求めよ。

【途中までの考え】

(1)この問題についているヒントを見ると、『帯電体から出る電気力線の本数が、帯電体の形によらず4πkQ本である』とあったので、
N=4πkQ=Q/εとしましたが・・・

(2)E=N/S=Q/(Sε)  でいいんですか? 


[5661へのレス] Re: 帯電した平面による電場 投稿者:工学屋 投稿日:2006/10/03(Tue) 23:54:48

(1)(2)ともにお書きのものでよいと思います。
(1)は,蛇足のようですが,
『帯電体から出る電気力線の本数が、帯電体の形によらず4πkQ本であるから』
と書き添えた方がよいでしょう。


[5661へのレス] Re: 帯電した平面による電場 投稿者:よこやま 投稿日:2006/10/04(Wed) 11:52:22

 基本的な考え方は良いと思います(ところで、断りなく定数 k を導入していますが、勿論クーロン力の比例定数...k = 1/4πε、εは誘電率...ということですよね?)。
 ただ、(2) ですが、題意の薄い帯電体には表と裏の両面があるので、面積 2S を貫く電気力線の本数が N であると考えて、E = N/(2S) = Q/(2εS) とするのが正解だと思います。


[5661へのレス] Re: 帯電した平面による電場 投稿者:工学屋 投稿日:2006/10/04(Wed) 20:09:40

あぁ,間違いました。よこやまさん,ご指摘有難うございます。
久しぶりに入試問題(?)を解くと,落とし穴にはまりますね〜!!


[5661へのレス] Re: 帯電した平面による電場 投稿者:高橋 投稿日:2006/10/04(Wed) 20:35:38

なるほど!!そう考えるんですね。
ありがとうございました。


[5661へのレス] Re: 帯電した平面による電場 投稿者:よこやま 投稿日:2006/10/05(Thu) 23:26:54

>工学屋さん
 いえいえw 僕もしばしばポカをやらかすので、お互い様です。
 もしもの際には、こちらこそフォローのほどお願い致します。

>高橋さん
 途中のお考えが書いてあったので、こちらとしてもフォローしやすかったです。
 どう致しまして。


[5658] 質問です(m_ _m) 投稿者:タロー 投稿日:2006/09/27(Wed) 12:09:22

【出典】センサー

【固定されていない三角台に乗り上げる小物体】
なめらかな水平面上に質量Mのなめらかな斜面をもつ三角台を置きこの三角台に向けて質量mの小物体を速さvゼロで水平面からすべらせた。小物体は三角台の斜面を滑りあがり最高点に達した後、斜面を滑り降り、再び水平面に達した。小物体が最高点に達したときと、再び水平面に達したときの、三角台の床に対する速度はいくらか。ただし、はじめの小物体の速度の向きを正とする。
(答え)⇒最高点:mvゼロ/(M+m),水平面:2mvゼロ/(M+m)

解答で『力学的エネルギー保存則⇒弾性衝突』というのがよく分かりませんでした。
よろしくお願いします(m_ _m)!


[5658へのレス] Re: 質問です(m_ _m) 投稿者:ファイト 投稿日:2006/10/01(Sun) 22:43:45

弾性衝突の定義は力学的エネルギーが保存する衝突のことを言うわけですから定義に従っただけです。つまりこの場合ははねかえりの公式を使ってもいいはず。どちらもやってみてください


[5658へのレス] Re: 質問です(m_ _m) 投稿者:工学屋 投稿日:2006/10/03(Tue) 23:41:39

横から失礼します。

> 解答で『力学的エネルギー保存則⇒弾性衝突』というのがよく分かりませんでした。

本問は,運動量保存則とエネルギー保存則の2つを使って完全に解くことができ,その結果はは,2物体の弾性衝突の結果と一致するのです。すなわち,本問を,弾性衝突のモデルと考えることができるのです。
『力学的エネルギー保存則⇒弾性衝突』 は,このことを読者に伝えたいという解答者の意図だと思います。
ですから,本問を 「弾性衝突の考え方を使って解きなさい」 といっているのではありません。それにしても,シュリンクしすぎた表現であることは確かですね。

> 弾性衝突の定義は力学的エネルギーが保存する衝突のことを言うわけですから定義に従っただけ
このレスは,私は疑問です。


[5658へのレス] Re: 質問です(m_ _m) 投稿者:タロー 投稿日:2006/10/17(Tue) 23:28:18

ふむふむ「この問題からこういうことも分かるよ!」
程度でよかったのですね!!
回答ありがとうございました(m_ _m)


[5657] 生命体について 投稿者:ねこみそ 投稿日:2006/09/21(Thu) 21:25:15

岐阜大の入試問題(いつのものかは分からない)なんですが、何をヒントに解いていくか分かりません。下の問題なんですが、解説をお願いしますm(_ _)m(元の問題をすこし変えてあります)

【化合物群】(ア)アミロース (イ)アラニン (ウ)アラニンとチロシンの合計10分子からできているペプチド (エ)グリシン (オ)グルコース (カ)システイン (キ)スクロース (ク)セルロース (ケ)チロシン (コ)トリステアリン (サ)リノール酸
問1 上記の化合物群から、@からFの項目に当てはまるすべての化合物を選び、記号で答えよ。
@エステル結合を含む Aうすい水酸化ナトリウム水溶液を加えて塩基性にした後、少量の硫酸銅(U)水溶液加えると赤紫色を呈する B不斉炭素原子を含まない C水酸化ナトリウム水溶液を加えて加熱し、酸を加えて中和した後酢酸鉛(U)水溶液を加えると黒色沈殿を生じる D有機溶媒(ジエチルエーテル等) E濃硝酸を加えて加熱すると黄色になる F炭素二重結合を含む


[5657へのレス] Re: 生命体について 投稿者:ねこみそ 投稿日:2006/09/21(Thu) 21:32:22

答えは@(コ) A(ウ) B(エ)、(サ)、(コ) C(カ) D答えがありませんでした… E(ケ)、(コ) F(サ) です。上で書ききれなかったので、ここで書かせていただきます。


[5657へのレス] 考え方を (Re: 生命体について) 投稿者:よこやま 投稿日:2006/09/24(Sun) 04:44:05

#小うるさくて申し訳ないが、有機化学の問題ですよね?

 お答えしたいのはヤマヤマですが、掲示板のルール上、ねこみそさんご自身のお考えがないと第3者が答えてはいけないことになっています(問題文と解答例があっても不十分とのことのようです)。
 そのため、無粋で恐縮ですが、上記の問題に関してどこまで取り組みをなさったのかをご教示下さい。
 お待ちしております。


[5657へのレス] 高分子について 投稿者:ねこみそ 投稿日:2006/09/24(Sun) 23:26:33

すいません…(>_<;)私の不手際でした。
@コが答えなのはわかるが、油脂であるリノール酸が答えに入らないのはなぜか?ABC自己解決しました。Dは有機溶媒に溶けるものですが、溶ける条件や、どういった反応を起こすのかが分からないので判断できません。Eたんぱく質は多数のαーアミノ酸を縮合結合したものなのでケが答えなのはわかるが、クがなぜ答えに入るのかわかりません。


[5657へのレス] 高分子について 投稿者:ねこみそ 投稿日:2006/09/24(Sun) 23:35:08

*上の続き*
Fケも二重結合を持っているはずなのになぜ答えでないのか?
以上が私の意見です。実は答えは先生が直接口で伝えたことなので、聞き漏らしがあるかもしれません…不確かな要素ばかりで恐縮ですが、答えていただければ幸いです。


[5657へのレス] では考え方を (Re: 高分子について) 投稿者:よこやま 投稿日:2006/09/25(Mon) 13:10:17

 ねこみそさん、およそのことは分かりました。
 既にご存じのことを、分からないかのように申し上げるのが失礼かと考えて、最初のコメントのように申し上げました。ご理解いただき幸甚です。

(1)リノール酸(C17H31COOH)は脂肪酸の一種で、それ自体がグリセリンとのエステルだったりはしないものです。

(5)本問は、有機溶媒として使われるものを挙げよと言うことなのでしょう。常温で液体であるものは、選択肢の中ではリノール酸のみですが、溶媒として用いられることは余りありません。というわけで、該当無しという判断なのかも。

 なお、有機溶媒に対する溶解性が云々という件に関して、少し補足します。 
 有機溶媒といってもいろいろですが、メタノールには多くのアミノ酸やペプチドが溶解しますし、極性有機溶媒の一種であるジメチルスルホキシド(→高校では扱いません)等にはアミロースやスクロースが溶解します。また、多くの油脂はヘキサンやクロロホルムなどに溶解します。

(6)蛋白質の場合はキサントプロテイン反応ですね(その原理はベンゼン環のニトロ化です)。セルロースのニトロ化で得られるニトロセルロースは、白色から淡黄色の物質で、ニトロ化の度合いにより色が異なります。

(7)そうですね。ベンゼン間に含まれる炭素間2重結合を問題にするのであれば、仰る通りだと思えます(同じ理由で、(ウ)も正当扱いですかね)。恐らく、アルケンなどのような孤立した炭素間2重結合とは違う性質を持っているからということで、区別したかったのでしょう。


[5657へのレス] Re: 高分子について 投稿者:ねこみそ 投稿日:2006/09/25(Mon) 23:05:30

Dなんですが、私が最初に書いた問題文が途中切れになっていました…度々申し訳ありません…
Dは、ジエチルエーテルや、ベンゼンなどの有機溶媒に溶けやすいもの、という問題でした。お手数をおかけして恐縮ですが、もう1度Dについて、解説をお願い致します。


[5657へのレス] Re: では考え方を (Re: 高分子について) 投稿者:よこやま 投稿日:2006/09/26(Tue) 03:05:07

 (5) の補足で述べた通り、大抵の低分子有機化合物と、多くの高分子有機化合物は何らかの有機溶媒に解けます。本問の場合、セルロース以外の全ての化合物が、何らかの有機溶媒に溶解すると思います(尤も、糖鎖を溶解するジメチルスルホキシドやジメチルホルムアミド等のように、高校の範囲を勇み足する知識を前提にした話ですが)。


[5657へのレス] Re: 高分子について 投稿者:ねこみそ 投稿日:2006/09/26(Tue) 19:58:06

丁寧な解説、ありがとうございます。
よこやまさんのおかげで、やっと考え方を理解できました!
またお世話になるかもしれませんが、その時は宜しくお願い致します。m(_ _)m


[5656] 迷い 投稿者:洋平 投稿日:2006/09/21(Thu) 00:43:00

僕は、進路について未だに悩んでいる現役生です。物理は得意だし、「なぜそうなるのか?」が解った時は小さな感動を覚えます。しかし、長い時間と高いお金をかける意味があるのでしょうか?適当な工学部の方が将来役にたつかも、、、


[5655] 運動方程式 加速度 投稿者:kazu 投稿日:2006/09/18(Mon) 13:54:45

【出典】 わかりません
【問題文】 一定速度V0で走行中の質量mの台車Aが、ある瞬間から進行方向逆向きに働く制動力Fと空気抵抗により減速される。制動力Fは台車走行中は一定であり、Aの停止と同時に取り去られる。空気抵抗は台車の速度VAに比例し、比例定数はk、すなわち台車に作用する空気抵抗の大きさはkVAである。また、その抵抗等は無視する。台車の位置座標をxAとして次の問いに答えよ。
(1)台車の運動方程式を示せ。
(2)台車の減速時の速度変化を表す式を示せ。
【自分で調べたこと・考え】
 減速中の加速度をαとすると、運動方程式は
 mα=−F−kVAになると思うのですが、αはどうやって求めたら いいのでしょうか?
 (2)は運動方程式をVAについて解けばいいのでしょうか?
 教えてください。


[5655へのレス] 考え方を (Re: 運動方程式 加速度) 投稿者:よこやま 投稿日:2006/09/24(Sun) 04:32:49

 どなたからもコメントがないので、露払いに。
 なお、問題文中の「その抵抗等は無視する」は「その他の抵抗は無視する」の書き写し間違いで、意味するところは台車と地面の間の動摩擦力や、台車における車軸と車体との間の接触による摩擦などを一切考えないということでしょう。

(1)
 題意の F は大きさを表す定数でしょうか。そうだとすれば、運動方程式に関しては正解です。出題は「運動方程式を記せ」なので、答え方は
“加速度をαとして、運動方程式は
 mα= - F - k・V_A”
...で良いです。

(2)
 「速度変化を表す式」が何を指すのかイマイチ分かりにくいのですが、速度を時間の関数として求めよということなら、運動方程式を微分方程式と見て、それを解くことが必要です。α= dV_A/dt とみて、V_A(0) = v0 のもとで
m・dV_A/dt = - F - k・V_A
...の解を求めるわけです。以上の意味で、「運動方程式を V_A について解けばいい」ことになります。ただ、現状での高校数学の範囲を超える手法が必要になりますが。


[5651] 一日の科目数 投稿者:えっ、現役生ですけど 投稿日:2006/09/12(Tue) 21:55:04

どーも!入試まで、あと五ヶ月くらいなんですけど、みなさんは勉強する一日の科目数はどのくらいですか?


[5651へのレス] お願い 投稿者:猫背の狸(管理人) 投稿日:2006/09/14(Thu) 09:19:33

ルール2を守って投稿してください。


[5650] 電界 投稿者:海路 投稿日:2006/09/09(Sat) 20:51:34

初めしまして。

この問題が解けずに悩んでいます。どなたか解き方を教えてください宜しくお願いします。


A solid metal sphere of radius a = 1.30 cm is surrounded by a concentric spherical metal shell of inner radius b = 2.30 cm and outer radius c = 2.80 cm. The inner sphere has a net charge of Q1 = 3.80 mC, and the outer spherical shell has a net charge of Q2 = -8.20 mC.


(a)What is the radial component (放射状成分)of the electric field (E_r) at a point located at radius r = 2.00 cm, i.e. between the two conductors? Er is positive if it points outward, negative if it points inward.

(b) What is (E_r) at a point located at radius r = 3.20 cm, i.e. outside the outer shell?

(c) What is the surface charge density, (σ_b), on the inner surface of the outer spherical conductor?

(d) What is the surface charge density, (σ_c), on the outer surface of the outer spherical conductor?



[5650へのレス] お願い 投稿者:猫背の狸(管理人) 投稿日:2006/09/11(Mon) 23:57:36

この掲示板は大学受験生向けの掲示板です。
他の掲示板をご利用ください。


[5649] 運動量保存とエネルギー保存 投稿者:hikari 投稿日:2006/09/03(Sun) 23:02:08

質問です。
滑らかな板上で水平に速度vでA球(質量m)が、静止しているB球(質量M)に衝突した場合、AとBが衝突後の、速度をそれぞれvA, vBとした場合、運動量保存則よりmv=mvA+MvBが成り立つ
という授業で習ったのですが、
何故、エネルギー保存で
1/2mv^2=mvA^2+MvB^2はなりたたないようですが、何故でしょうか。


[5649へのレス] Re: 運動量保存とエネルギー保存 投稿者:しゅう 投稿日:2006/09/04(Mon) 10:03:16

問題の記述がそれだけだと、意図が解釈しにくいですね。
おそらく非弾性衝突の場合のことを言ってるんだと思います。

非弾性衝突でエネルギー保存が成り立たない理由を述べておきます。

簡単に言うと、運動エネルギーは球の変形のためのエネルギーや衝突の際の熱エネルギーに変わるからです。

運動量保存はどんな時でも常に成り立ちます。
一方運動エネルギー保存は常に成り立ちません。摩擦がある場合、ものが変形する場合、回転する場合などです。
今回の場合はそういう意味で成り立たないと言ってるのだと思います。しかし完全弾性衝突(弾性衝突)の場合はhikariさんの言っている式は成り立つとしてよいです。実際にはありえないですが、問題でそう言っている場合はお約束としてありです。

ここらへんを区別して考えるとすっきりすると思いますが・・・


[5649へのレス] Re: 運動量保存とエネルギー保存 投稿者:工学屋 投稿日:2006/09/04(Mon) 22:52:00

>> hikari さん
実際に (1)反発係数 e=1 のとき, (2) e=1/2 のとき,それぞれの場合に vA,vB がどうなるかを計算し,それから (1/2)mvA^2+(1/2)MvB^2 を計算し,(1/2)mv^2 (衝突前) と比較してみると,実感としておわかりになると思います。
 


[5649へのレス] Re: 運動量保存とエネルギー保存 投稿者:hikari 投稿日:2006/09/10(Sun) 20:14:49

しゅうさん ありがとうございました。完全弾性衝突かそうでないかがわかっていませんでした。よくわかりました。
工学屋さん ありがとうございます。やってみます。


[5648] 私立大学について 投稿者:山田 投稿日:2006/08/31(Thu) 23:44:06

理系で(化学勝負)私立向きの人ってどんな人でしょうか?周りが皆国公立ですが自分だけ私立なんで・・・・


[5646] 大学入試の物理の範囲について 投稿者:つつつん 投稿日:2006/08/25(Fri) 19:47:48

こんばんは!現在浪人生のものです。物理で受験するのですが、恥ずかしながら原子物理はほとんど勉強してません。そこで僕の志望大学の入試科目の説明を調べたら…「物質と原子」の「原子、分子の運動」が範囲と書いてあったのですが、これはコンプトン効果やブラッグ反射などをふくむということでしょうか。それとも熱運動のことを言っているのでしょうか。わかる方教えてください。駄文ですみません。


[5646へのレス] Re: 大学入試の物理の範囲について 投稿者:よこやま 投稿日:2006/08/31(Thu) 23:07:35

 どこの大学か分からないし、題目だけ書かれていてもよく分かりませんが、「分子や原子の運動」ということなら、気体分子運動論かな?という気もします(勿論、邪推の域ですが)。
 高校の範囲で扱う原子物理では、原子そのものの運動は殆ど扱わず、原子の内部における電子の運動や、原子の構造及び状態遷移、原子の状態遷移に伴う諸現象(光電効果や発光・吸光など)、原子核反応などをホンのさわりだけ扱うのみです。
 まだ原子物理分野が未習とのことですが、まだ本番まで時間もあるし、原子物理以外の高校の全範囲を一度以上履修した経験があれば大した負担ではないと思うので、今からでも修得してみては如何でしょうか?


[5646へのレス] Re: 大学入試の物理の範囲について 投稿者:Sei 投稿日:2006/09/01(Fri) 10:45:30

>「物質と原子」の「原子、分子の運動」

というのは、別に大学で定めている独自の分野分けではない、
ということをまずご確認ください。
これは新課程の学習指導要領にのっとった分野分けです。

旧課程では、というより物理学全体についての分野で言えば、
新課程「物理2」の「原子、分子の運動」というのはほぼ「熱力学」を意味するようです。
(「物理1」に相当する「比熱・熱容量」や「ボイル・シャルル」を除く)
具体的には、
「気体の状態方程式」「分子運動論」「モル比熱」といった内容です。
ただし新課程「原子、分子の運動」では、
旧課程に無かった「固体・液体の膨張」という内容が含まれています。
(それがどのように入試に反映してくるかは未だ分かりませんが)

またいわゆる「原子物理」の内容の新課程での扱いですが、
その「原子、分子の運動」などを含む章「物質と原子」と、
「原子と原子核」の章との間での選択学習という形態になっています。
そして各大学の指定入試科目の詳細では、
多くの大学が「原子、分子の運動」のみを出題範囲としているのです。
「原子物理」は、入試物理においては非常にウエイトが小さくなっているのです。

もちろん大学によっては、
選択問題としてなどの形で「原子物理」を出題するところがあるようなのでご注意ください。

また念のため、
新課程の教科書か、教科書通りの分野分けがなされている参考書を持っていたほうがいいかもしれませんね。
あるいはせめて「新課程」を含めてキーワードを工夫して検索し、
新課程についての詳細をネット上で確認しておいたほうがいいと思います


[5645] 生物の計算問題について 投稿者:山猫 投稿日:2006/08/24(Thu) 11:34:03

初めまして。現在浪人中の山猫というものです。
私は浪人生になってから、生物をはじめました。お聞きしたいのは、計算問題についてです。化学では有効数字について記述があるのですが、生物ではそれがありませんでした。たまたま私の解いた問題が書かれていなかっただけなのか、それともある程度決まっているのかがわかりません。何か決まりがあるのならば、教えてください。お願いします。


[5645へのレス] 有効数字 (Re: 生物の計算問題...) 投稿者:よこやま 投稿日:2006/08/25(Fri) 00:44:36

 化学だから有効数字が必要で、物理や生物、地学だと不要ということは一切ありません。
 数値計算の場合には、その数値の信頼性が必ず問題になるので、何らかの個数を計算する場合を除き、大抵の場合には(濃度や速度、密度、物質量、生化学反応の反応熱や神経生理における電位などを計算する場合)有効数字に対する留意は必要です。
 有効数字の桁数が異なる数値が提示されていて、且つ問題文に有効数字に関する指示が何もない場合には、有効数字の桁数が最小のものに合わせます。これも、化学などと同じです。

 具体的な問題がないとこの程度のことしか言えませんが、参考になれば幸いです。


[5645へのレス] Re: 生物の計算問題について 投稿者:山猫 投稿日:2006/08/25(Fri) 13:23:03

化学と同様に考えれば、良かったんですね。
よこやま様、ありがとうございました。すごく、参考になりました。