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最新記事【2006年09月01日】

ガウスの法則から電気の公式とされてたのが導けてくのは感動ですね!
ところで、導体に下向きに電場をかけた場合に、導体内の電荷が下にプラス、上にマイナスに移動する理由がわかりません、よろしくおねがいします。


導体内部には、自由電子があります。

導体に下向きに電場をかけると、電子には上向きの静電気力がはたらき、電子は上向きに移動します。

すると、下側は電子が少なくなるため正に帯電します。

その結果、上には負、下には正の電荷が分布することになります。

この導体の上下に分布した正負のペアの電荷は、導体内部に上向きの電場を作り、導体内部には、下向きの外部電場と、帯電した電荷による上向きの電場の合成電場がかかることになります。

もし、合成電場が下向きなら、さらに電子が移動し、導体上下に分布する電荷の量が増加し、下向きの合成電場が弱まります。

結局、導体内部の合成電場がゼロになるまで、電荷が移動し、ゼロになったところで移動がやみます。

真です。
11講目のレンズを読み終わりましたのでメールいたします。

[感想]
「物体によって光が散乱されると
その位置を中心にした球面波が出き、
その球面波を観測することで物体があると認識できる」
という説明がとてもよかったです。
今まで一度も聞いたことが無かった・・・
波面を考えることの重要性を垣間見た様な気がします。

組み合わせレンズの虚光源タイプの作図も新鮮でしたが
平面波をレンズに入射させた時に
焦点を通る平面上に像が移るという話も面白かったです。
そこからスリットが登場した練習5には唸らされました(笑)

最後の締めで浮き上がりが登場しましたが
レンズの話、屈折の法則、近似を用いて
小学生の理科で登場する「浮き上がり」が理論的に説明されたときは
物理勉強してよかった!と思いました。感動物です。
小学校では「光が屈折して浮き上がって見える」とは教えてくれますが
屈折によって波面が盛り上がって球面波の中心が上にずれるから
とは教えてくれませんからねぇ・・・
浮き上がりのお話は最高でした。


> 磁気第4講 P8への質問です。
>
> 例題2の(1)の質問
>
> 問題文にコイルの巻きすうがNって書いてないのに答えにNを使っていいんですか?

誤植です。すみません。
「N巻きの」を追加してください。PDFファイルも変更しておきます。

> Iをtで微分したものは何をあらわすんですか?

電流の変化率です。電流が増加したら正、減少したら負の値をとります。
>
> 例題2の(2)の質問
>
> 自己インダクタンスってのはなんですか?


|V|=L|di/dt|で定義されるLのことで、「コイルを流れる電流の変化のしにくさ」を表します。

> 例題3の質問
>
> 問題文の下にある図2についてなんですけど、電池がついてるのにどうしてIがマイ
> ナスになるんですか?

図2の縦軸が 誤植でした。

(誤)I
(正)V2

すみませんでした。
これも直しておきます。

お早うございます。
基礎編A-6 ドップラー効果を聴講しました。

ぜひとも理解して身につけたい分野です。

「完全に理解して、自分でちゃんと分かった式を立てられるように説明します。」
と先生が冒頭で言ってくれて、何回も繰り返しました。
かなり理解できたのでは、とうれしい気分です。
実際に問題を解けるかしら、と160選の問題や、その他の問題集でいくつかやってみました。
計算間違えはOKとしたら、わかっているみたいです。

訂正
49:06 冲=π/ω-2a/V →冲=π/ω+2a/V

ゆうさんへ

田原です。

> > こんにちは、ゆうです。基本的な質問なんですが仕事を考えた場合、摩擦なしの水平の床の物体に右向きに力が働いていて、その物体を右向きに移動させた仕事は正ですよね?ではなぜ、その物体を上に持ち上げると位置エネルギーは正になるんですか?仕事は負ですよね?また、上に持ち上げるとか右に移動させるというのは外力ですか?つまり、記載されてるように外力の働く仕事=負の位置エネルギーということですか?位置エネルギーと仕事は異符号の関係で覚えてもいいんですか?たとえば、重力mgに逆らってhだけ持ち上げると、位置エネルギーはmghで仕事はマイナスmghでいいんですか?電位のとこでもたまに問題解いてて混乱します。メールの文章がわかりにくくてすいません、よろしくおねがいします。
>
> ここまでの事は納得できました、ありがとうございます!追加なんですが、もし、ここで重力と同じ向き(下向き)にhだけ下げた場合、位置エネルギーは‐mghでいいんですか?すいません、おねがいします。

はい。合っていますよ。

> P7で、ジュール熱を求めるときに使っている W=R×Iの二乗 はどこからでてきたんで
> すか?

抵抗における電位差がRIです。

ここを1Cの電荷が移動すると、RI[J]だけエネルギーが消費され熱が発生します。

1秒間に断面を通過する電気量がI[C]ですので、1秒間に発生するジュール熱は、

W=RI × I=RI^2となります。

> こんにちは田原先生。
> 今回の講義も色々と大変でしたが、
> 一つ一つ出てきた疑問を解決して単振動をマスターできるようにがんばります。
> それではさっそく質問させていただきますね。
>
> 14:20ごろ y軸上で振動中心(y=mg/k)が0(自然長)より下の位置にきていますが、
>
>         自分で解いた時は振動中心(y=mg/k)を0(自然長)より上の位置に設定してしましました。
>         僕が練2の運動の適切なイメージができていないというところに問題があると思うのですが、
>         なぜ振動中心(y=mg/k)が0(自然長)より上の位置ではないのか?という疑問が生じました。
>         ここはあまり難しく考えずに重力mgで下向きに力がかかるから、
>         振動中心(y=mg/k)が0(自然長)より下の位置にくるような振動になるという理解で良いのでしょうか?

その理解でよいと思います。

> 14:36ごろ 振幅がmg/kになるところが少し解りにくかったです。
>         これはy軸上で0(自然長)からmg/kまでの長さが振幅になっているという考え方で良いのでしょうか?

はい、それでよいです。

> 14:51ごろ (2)のx-tグラフxが正の領域の最大値が講義では記入されていませんでしたが、
>          対称性からx=mg/kと考えて間違いないでしょうか?

間違いないです。

> 20:55ごろ y+mg・sinθ/k=xからy(ワイツードット)=x(エックスツードット)へ2回、
>         微分する式変形ですが、sinθを微分したcosθというように、sinθを微分した関数が残っていかないのは何故でしょうか?

もしθ=ωtのように表されていて、θが時間的に変化するのであれば、時間で微分すると「sinθを微分したらcosθ」のようになっていきますが、いま、 θは定数です。例えば、30度といった角度です。

ですから、時間で微分しても変化しません。

> 23:12ごろ 練3に限らず、他の練習問題にも関連してくる疑問ですが、
>         常に「つりあいの位置」が「振動中心」になると考えて良いのでしょうか?

はい。単振動の場合はそうなります。

つりあいの上では、下向きの力が大きくなり、つりあいの下では上向きの力のほうが大きくなるので、つりあいを中心とした復元力になっています。

> 23:24ごろ t=T/4となるところですが、自分で解いた解きは先に振幅dのx-tグラフを先に描いて、t=T/4と求めました。
>         この考え方は間違いでしょうか?
>         第8講の後半ではグラフを利用していたので混乱しています。

間違いではありません。
いくつかの考え方を同時にできたほうが、より、理解が深まるので、どちらでも考えられるようにしておいてください。

> 29:29ごろ 上の疑問と関連していると思いますが、自分で解いた時は振幅mg/kのx-tグラフを描いて、そこからt=T/4を求めました。
>         この考え方は間違いでしょうか?

大丈夫です。

> 36:48ごろ (3)についてですが、自分で解いたところ、質量Mの物体はy軸の自然長の位置(x軸で言うと-mg/kの位置)から振動がスタートすると考えて、
>         x-tグラフを-mg/kからスタートするcosのグラフを描いてしまいました。
>         この考え方はどこが間違っているのでしょうか?

僕が間違えていました。
訂正版をアップしておきました。

> 42:03ごろ 物体Aに対するy軸上の点0の位置は、物体Aから少しズレているのでしょうか?
>         ズレているとしたら、どれだけの長さ分だけズレているているのでしょうか?

物体Aの位置は、物体Bのつりあいの位置であるy=0の位置からずれていますが、そのずれは、問題になりません。(知らなくても解くことができます)

実際に、問題を解くときには自然長からの伸びが分かれば解くことができました。

> 45:45ごろ 角度が2/3πとなるところが解りにくかったです。僕は、円のタテ軸の座標が1/2dとなることから点線で作られた直角三角形の頂角をπ/3と求め、π-π/3=2/3πと求めたのですが、
>         先生はもっとシンプルな方法で簡単に求めているようなので、2/3πを求めるプロセスを詳しく解説していただけないでしょうか?

あまり変わりませんが、直角三角形の頂角をπ/3と求めて、図を見ると、円周を3等分したところになっていることが分かります。1周がTですので、その3分の1でT/3と求めました。

ゆうです、こんばんは。

理解が曖昧なんですが静電気力と電場は同じ意味でいんですか?よろしくおねがいします。


静電気力をF、電場をE、電気量をqとすると、

F=qE

という関係になります。q=1のとき、F=Eとなるので、「1Cあたりの静電気力」が電場になります。

田原先生、こんにちは。
夏期講習で毎日5時間の通勤とは、大変ですね。

さて、基礎編B-1: 円運動 を聴講しました。

とても分かりやすい内容でした。
確かに分岐がなく一直線に見渡せるものですね。

円錐振り子のところでは、「水平面内の円運動」だから、Scosθ とmg がつりあっていて、上下方向に加速度を生じていない。S とmgcosθとがつりあっているのではないか、と間違う人がいる、との説明はありがたかったです。

[訂正]→訂正しました(2006/9/1)
35:40 v=lθ ドット →v=rθ ドット
     以後このページはすべて rでなく l になっていました。
58:55 T=2π√l/gcosθ →T=2π√lcosθ /g

例題1の(1)なんですが、回路方程式をたてて、十分時間がたち電流を0にしてV=q/2C+q/Cが1:2になるのわかります(なぜこのように考えようとしたのかがわかりません。)が、その後のV(P)の求め方がわかりません。なぜ、1:2の2のほうになる とかよくわかりません。よろしくおねがいします。


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