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上の『留意事項』をよくお読みになってからご投稿ください。また申し訳ございませんが当サイトの内容以外についての質問はご遠慮ください。他の質問サイト等をご利用ください。誤字脱字、リンク切れのご指摘は大歓迎です。
慣性力とエレベーター とまとまと 2020/05/30(Sat) 08:59 No.58 
それぞれの内容が丁寧でわかりやすく説明されており、教科書の内容理解にとても役立っております。ありがとうございます。
ところで、私は慣性力とエレベーターの問題がとても苦手で、こちらのサイトで説明されている内容でも、つかむことができません。体重としてmgが働くことはわかるのですが、maって、なな、何なのですか?
ちなみにこちらのサイトに出会ったのは張力の勉強の時でした。わかりやすくて一押しのページです。動く図がとてもわかりやすいです!
Re: 慣性力とエレベーター  ろっとん 2020/05/31(Sun) 00:49 No.59
maが慣性力なのですが、電車に乗っていて体が前のめりになったり後ろに持っていかれたりすることはありませんか?車の運転をするようになるとより実感しやすくなりますが、運転はまだされないですよね。アクセルを踏めば体が後ろに持っていかれてブレーキを踏めば前のめりになります。
ひょっとして乗り物酔いしやすい体質ですか?酔いやすい人は加速度を予測しながら乗り物に乗ることができない人だと思います。予測が本能的にできるようになれば酔わないと思います。
しかし「エレベーター」と限定しておっしゃっているということは水平方向の慣性力は理解できているということですね。縦方向の慣性力を感じる乗り物といえばエレベーターかジェットコースターですかね。フリーフォールタイプのジェットコースターならより強く感じることができますがお乗りになったことはありますか?身近なのはエレベーターですが、これも乗る機会が少なかったりするのでしょうか。
とりあえずエレベーターに乗ってみて、管理人さんに見つからないように何度も上下して慣性力を感じてみてください。
私もエレベーターの問題を解くときはmaを足したらいいのか引いたらいいのかわからなくなりがちなので、自分がエレベーターに乗ったらどう感じるかなと想像しながら式を立てたりします。
Re: 慣性力とエレベーター  とまとまと 2020/06/02(Tue) 22:20 No.63
近くのエレベーターにのってみたのですが距離が短く古かったのであまり慣性力は感じられませんでした...
そこで質問なのですが、エレベーターに乗ってる人の運動方程式はエレベーターが上に向かっているとき、床から押される力をNとして ma=N-mg とあらわされ、N=m(a+g) で垂直抗力のNが体重計に乗った時の人の重さを表しているということですか?本文に垂直抗力のお話がなかったので戸惑ってしまいました。こんどはもっと大きな建物に行ってエレベーターに乗ってこようと思います。
Re: 慣性力とエレベーター  ろっとん 2020/06/03(Wed) 02:01 No.64
そうでしたか。距離が短いとだめですか。でも大きい建物だと気軽に何往復もしにくいかもしれませんね。難しいですね。
上に向かっている場合の体重計に乗った時の人の重さは N=m(a+g) ではあるんですが、注意が必要で、これは上昇する場合のうちのスタート時の話です。ストップ時は逆に軽くなります。(スタート時でもストップ時でもない中間のときは加速度 a は 0 です)
パターンは4つなので暗記しちゃってください。
 上昇スタート:N=m(g+a) 体が重く感じる
 上昇ストップ:N=m(g-a) 体が軽く感じる
 下降スタート:N=m(g-a) 体が軽く感じる
 下降ストップ:N=m(g+a) 体が重く感じる
普通は、1番目と4番目を一緒に、2番目と3番目を一緒にして覚えるのですが、慣れないうちは4パターンに別けたほうがわかりやすいと思います。
エレベーターの加速度 a がちょうど g である場合を考えるともっと覚えやすいかもしれません。
 上昇スタート:g+g=2g 体重が2倍に感じる
 上昇ストップ:g-g=0 宙に浮いた感じ
 下降スタート:g-g=0 宙に浮いた感じ
 下降ストップ:g+g=2g 体重が2倍に感じる
トランポリンで足がマットに着いているとき以外の瞬間が2番目や3番目です。あとバンジージャンプの降りはじめが3番目です。
Re: 慣性力とエレベーター  とまとまと 2020/06/05(Fri) 22:14 No.65
エレベーターが減速するときと区別して考えないといけないということですね!とても丁寧にありがとうございました!
「ホール効果」のページに関して 物理勉強中 2020/06/01(Mon) 06:59 No.60 
以前も質問させていただきました。今回は、ホール効果のページで疑問が生じました。キャリアである電子が受けるローレンツ力の向きですが、フレミング左手の法則をもとに考えて、電流と逆向きを中指、磁場の向きを人差し指とすると、親指が指す向きはQ側になります。したがって、電子が集まるのはQ側と思ったのですが、2番目のイラストによると、P側に電子が集まっているようです。どこに間違いがあるのでしょうか。ご教示願います。
Re: 「ホール効果」のページに関して  ろっとん 2020/06/01(Mon) 21:38 No.61
お久しぶりです。
「電流と逆向きを中指」が間違ってます。中指の向きは電子の移動方向ではなくその逆です。
https://wakariyasui.sakura.ne.jp/p/elec/ro-renn/ro-renn.html#muki
https://wakariyasui.sakura.ne.jp/p/atom/dennsi/innkyoku.html#seisitu
これはうっかりしやすいですね。
Re: 「ホール効果」のページに関して  物理勉強中 2020/06/01(Mon) 22:34 No.62
そうでした。誤解していました。ありがとうございます。
いつもありがとうございます レモン 2020/05/27(Wed) 11:59 No.56 
物理でわからないことがあれば必ずこのサイトをみています!図が動くので非常にわかりやすく、公式の説明もきちんとあって重宝しています
ありがとうございます
Re: いつもありがとうございます  ろっとん 2020/05/27(Wed) 21:35 No.57
日々どうすればわかりやすくなるか考えてます。もっともっとわかりやすくしていきますので、これからもよろしくお願いします。
見やすくて解りやすい 高校物理教師M 2020/05/22(Fri) 09:44 No.53 
 新型コロナの影響で学校再開が遅れて、Web授業を行っております。短い時間で、要点をまとめるため、あらかじめ記入用のプリントを配信し、それに記入していきながら、Web授業で解説していく形でやっています。そのためパワーポイントを使い、自作の実験動画や作図や写真、式や重要な内容などを何とか短時間で示している状況です。参考にできるものがないか見ていく中で、このサイトを発見しましたが、作図や式、流れが見やすく、説明も丁寧で、すばらしいと思いました。自分は昔から一太郎・花子で作図や式などを作っていますが、結構面倒で大変な作業でした。このサイトの作図や式の見やすさには脱帽しました。
 そこでお願いですが、今後、授業も再開される方向になりますが、図などを引用して授業で見せていくことをしてもよろしいでしょうか? 
Re: 見やすくて解りやすい  ろっとん 2020/05/22(Fri) 18:34 No.54
YouTube等への転載はやめていただきたいですが、外部に公開されないサービスで、少量の利用で、出典元が表記されるなら学校の授業で図を引用してもらって構いません。
Re: 見やすくて解りやすい  高校物理教師M 2020/05/23(Sat) 20:44 No.55
ありがとうございます。授業中に生徒に見せる教材の1つとして使用する場合がある程度で、数十名が見るだけで、ネット等にはUPしません。
rms velocity の日本語 南アジアの高校生 2020/05/18(Mon) 02:40 No.51 
二乗平均速度と根二乗平均速度は同じですか。
v² の平方根なのになぜ二乗....って思って検索してみたら根二乗平均速度と言うのを見つけました。
Re: rms velocity の日本語  ろっとん 2020/05/18(Mon) 09:11 No.52
同じです。もしかすると「二乗平均速度」は日本の高校物理独自の言葉かもしれません。よく考えると変な言葉ですよね。
英語対応 南アジアの高校生 2020/05/16(Sat) 21:31 No.47 
「このサイトの方が教科書や授業よりも分かりやすい」と思う高校生です。
私が居る国の高校物理シラバスと日本の高校生物理シラバスは大体同じなのでこのサイトの英語版もあるともっと沢山の高校生の役に立つと思います。
(IPで国はわかると思いますが匿名でお願いします)
Re: 英語対応  ろっとん 2020/05/17(Sun) 01:14 No.48
日本語がとても上手ですね。といいますか日本人の方ですか?
英語版は作ってみたいとは思っているのですが、シラバスが同じなら単純に翻訳したものを作ればいいのですね。でもこれはGoogle翻訳ではだめなのですね。
私が英語ができればすぐ作るのですが残念ながら英語ができません。
南アジアの高校生さん、翻訳作業を手伝ってくれませんか?英語でなくても現地の言語でもいいですし。。
(実は、とある言語への翻訳作業はすでに始めています)
Re: 英語対応  南アジアの高校生 2020/05/17(Sun) 03:23 No.49
御返信ありがとうございます。因みに日本人ではありません。
Google通訳試してみましたが専門用語の通訳がちゃんと出来ていない所がありました。(Work done の代わりに Job done になる等)
実は高校卒業後ろっとんさんの許可を得て英語版サイト始めようと思ってましたが途中で僕が諦めそうなので.....(^^);
高校卒業後に手伝えたらここで知らせます。
ありがとうございます。
Re: 英語対応  ろっとん 2020/05/17(Sun) 08:21 No.50
のんびり翻訳作業ができる方法を考えますので、高校を卒業したらよろしくお願いします。
ばね振り子の周波数 坂上 2020/05/12(Tue) 08:18 No.45 
ばね振り子の周期を求める手順について、散々悩んでいましたが、こちらの解説ですっきり理解できました。本当にありがとうございます。
Re: ばね振り子の周波数  ろっとん 2020/05/13(Wed) 00:20 No.46
おもりの加速度と単振動の加速度を見比べるやつですね。お役に立ててよかったです。
お世話になりました。 新大学1年 2020/05/10(Sun) 23:36 No.43 
今年の4月から大学1年になる者です。現役時・浪人時共にこのサイトを活用させていただきました。どの授業よりも分かりやすく、すんなり理解できました。本当にありがとうございました。
Re: お世話になりました。  ろっとん 2020/05/11(Mon) 07:10 No.44
大学入学おめでとうございます。
お役に立てたならうれしいです。
今はコロナでドタバタしていると思います。大学は始業したのでしょうか。遠隔授業でしょうか。何れにせよ大学の授業は分かりやすいものではありません。なんとか頑張ってください。
見つけた YUKI 2020/05/02(Sat) 17:53 No.41 
宝物のようなサイトを見つけて感動しています。

原子分野の続編も期待しています!
Re: 見つけた  ろっとん 2020/05/02(Sat) 21:53 No.42
ありがとうございます。
原子分野の続編に関しては現在てこずっています。
本当の宝物になれるようがんばります。
無題 気象勉強中 2020/04/26(Sun) 04:53 No.30 
④が⑤に伝える力には④の重力分も含まれているのですか!?
パスカルの原理の「力があらゆる方向に伝播する」というのは粒子に他の粒子から加えられた力のみかと思っていました。そのため、真横の⑤には①から受けた1Nのみが伝わると考えていました。
④にかかる重力の1Nは地球と④の相互作用なので、その相互作用である重力が⑤に伝わるというのは不思議でなりません。
つまり、⑤は④⑥⑧の各粒子に同じ大きさ2Nの力を与えているということですよね?
水圧のページの粒子の図では、ある粒子がその両隣の2つの粒子それぞれに与える力の矢印の大きさは同じでしたが、その下の粒子に対して与えている力の矢印はそれらの矢印より大きかったため、水平方向と鉛直方向では1つの粒子が与える力の大きさは違うと考えていました。これは間違った考えでしょうか?
Re: 無題  ろっとん 2020/04/26(Sun) 09:45 No.31
ああすみません、横方向には自重をカウントしないのですね。私の先の説明は横方向の力に自重を足したものでした。横方向には自重をカウントしないのであれば、④が⑤に伝える力には④の重力分は含まれない、となります。
説明を以下のように訂正します。

①から④に、③から⑥に1Nに力がかかる。
④が左から⑤に1Nの力を伝播し、⑥が右から⑤に1Nの力を伝播し、④、⑤、⑥は互いに1Nで押し合いへし合いをしている。
その1Nに⑤の自重1Nが加わって2Nの力が⑧に伝わる。

となります。
⑧に伝わる力が2Nであることに変わりありません。

水圧のページの粒子の図は、0.5N単位なので横方向と下方向では矢印の大きさが違います。上方向と横方向も大きさが違います。0.5N単位の説明のほうが分かりやすいのであれば、以下のように書き換えます。

①から④に、③から⑥に1Nの力がかかる。
④の頭部にかかった力と④の半分の自重とで合わせて1.5Nの力が左から⑤に伝播する。
⑥の頭部にかかった力と⑥の半分の自重とで合わせて1.5Nの力が右から⑤に伝播する。
⑤の横腹には1.5Nの力がかかり、この力で④、⑤、⑥は押し合いへし合いをしている。
⑤の足部の力は、この1.5Nの力に⑤の半分の自重とで合わせて2Nの力になり、これが⑧の頭部にかかる。

となります。

1N単位で説明するときに、横方向に自重をカウントしないのであれば1.5Nを1Nとする、ということで、横方向に自重をカウントするのであれば1.5Nを2Nにする、ということになります。四捨五入か五捨六入かの違いです。

ちょっと基本事項を確認したいのですが

(問1)
①②③
④⑤⑥
⑦⑧⑨
重力が無い場合に、①から④に1Nの力がかかったとき、⑥から⑨へはどのような力がかかりますか?

(問2)
5N→①②③④⑤⑥←5N
①の左から5N、⑥の右から5Nの力が加わったとき、③から④へはどのような力がかかりますか?
Re: 無題  気象勉強中 2020/04/26(Sun) 19:47 No.32
粒子を大きい粒子(小さな粒子の集まり)として描いたために、その大粒子の上半分の自重も横に伝わっているとして力を描いていたんですね。
では、粒子が小さくそれより小さな粒子を考えられないものとした場合は、粒子の自重はその横の粒子には伝わらないということで良いでしょうか?

問1
⑥から⑨には1Nの力が伝わる。でしょうか?
①から④へ1Nがかかり、その1Nが④から⑤へ、⑤から⑥へ、そして⑥から⑨へと考えました。この問では①〜⑨が流体粒子であることによる力の伝播を考えました。

問2
③から④へは1Nの力がかかる。でしょうか?
②が③を5Nの力で押すことで③も④を5Nで押す。この時の③から④への5Nの力の反作用として③は④から5Nの力を受けて、横方向の力が釣り合い静止している。
この問では①〜⑥が流体粒子であることに関係なく、横から押されて押された方向に動こうとしたらその先に粒子があったので止まった(地面の上にある物体が静止しているのと同じ)と考えました。
Re: 無題  気象勉強中 2020/04/26(Sun) 19:51 No.33
問2の1文目は
「③から④へは5Nの力がかかる」でした。
Re: 無題  ろっとん 2020/04/26(Sun) 21:05 No.34
それより小さな粒子を考えられないときというのは原子のことだと思うのですが、原子というのは原子核の周りに電子が回っているものですが、電子が上の原子とぶつかるときと横の原子とぶつかるときと下の原子とぶつかるときでは勢いが違います。上へは弱く、横へは中くらい、下へは強くぶつかります。電子に質量がある以上かならず重力の影響を受けます。
つまり、どんなに粒子が小さくても横への力に自重が影響します。

問1、問2はどちらも正解です。
問1は⑥から③へも、⑤から④へも、⑦から④へもすべて1Nの力がかかります。すべてのものがすべての方向へ1Nの力を発揮しています。
問2も同様です。2次元が1次元になっただけです。

これでパスカルの原理と作用反作用の法則は理解できていることになったので、水圧の原理も理解できると思います。パスカルの原理と作用反作用の法則に自重の影響を加味したものが水圧の原理です。

いままでのコメントを読むと、なにか水流や血流のように 1㍑+1㍑+1㍑=3㍑ のように考えてらっしゃるフシがありましたが、パスカルの原理における力の伝播はそういうものではありません。
Re: 無題  気象勉強中 2020/04/28(Tue) 03:23 No.35
少しずつですが理解できたような気がします。
パスカルの原理における力の働き方と作用反作用の法則は出して下さった問題で分かってきました。

ところで気圧の時に、下に上層の分子の分の重力が伝わるのは分子同士の衝突によるものだとのことでした。
そして水分子も実際には動いているので衝突は起きますし、電子の衝突の話で横方向にも自重が伝わるとのことでした。
ということは流体におけるパスカルの原理での力の伝播は流体分子の衝突に起因するものなのでしょうか?
高校物理の気体の分子運動論の延長として理解されるのでしょうか?
Re: 無題  ろっとん 2020/04/28(Tue) 17:30 No.36
パスカルの原理は○が9個のときだけでなく1兆個あるときも成り立ちます。1個に1Nの力を加えると1兆個が一斉に1Nの力を発揮します。力を抜けば1兆個の力が一斉に0になります。油圧の原理です。これがないとビルも建ちませんし橋も作れません。
あと化学科なら、粉塵爆発、突沸、過冷却の原理を勉強するかもしれませんが、このときに作用しているのがパスカルの原理です。このことはあまり解説されませんがこれらの現象を本当に理解するにはパスカルの原理を理解してなければなりません。1兆個が0.99Nの臨界点間際に達しているところにほんの小さな0.01Nの力が加わって一斉に臨界点を超え爆発します。
あと世界大恐慌もパスカルの原理です。パスカルの原理を知っていれば世界大恐慌が必ず起こることも理解できます。

パスカルの原理での力の伝播で、「衝突」も「接しながら押し合うこと」も区別をしていません。同じものとして考えています。容器に空気の分子を詰めたときもパチンコ玉を詰めたときも同じ力の広がり方をします。どちらも等方的だからです。肝心なのは流体分子かどうかではなく形状がレンガ状か球状かです。レンガ状ならパスカルの原理ははたらきません。力はすみずみまで行き渡りません。球状なら行き渡ります。空気分子の暴れ方は等方的です。球状です。パチンコ玉も球状です。球状だからパスカルの原理がはたらきます。
Re: 無題  気象勉強中 2020/04/30(Thu) 23:10 No.37
返事が遅れて申し訳ありません。
衝突と接しながらの力の伝播は区別していないんですね。しっくりきた気がします。
液体の時は液体粒子が球体だから等方的に力が伝わる
気体の時は気体分子の運動が等方的なので衝突も等方的に起こる
ということですよね?
ただ、水分子は折れ線型なので完全な球体ではないのですが、無数にあるため統計的に力が均等に伝わると考えるのでしょうか?

パスカルの原理は化学とも絡めて理解していこうと思います。
Re: 無題  ろっとん 2020/05/01(Fri) 19:37 No.38
そうです、統計的にです。
Re: 無題  気象勉強中 2020/05/02(Sat) 00:58 No.39
何度も質問に答えて頂きありがとうございました。
自分の理解不足の部分が今回改めて判明し、自分だけでは答えまで中々たどり着けなかったであろう所も理解することができました。詳しく丁寧に教えて頂きありがとうございました。
Re: 無題  ろっとん 2020/05/02(Sat) 07:30 No.40
どういたしまして。
疑問をいただくことによって記事が改良されていきます。
こちらこそありがとうございました。
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