水圧のページで、1Nの場合の様子があります。重力方向の大きさは分かるのですが、水平方向の大きさ（0.5N、1.5Nなど）がわからないので、教えて頂けないでしょうか。

Re: 水圧 　ろっとん　2020/09/24(Thu) 19:30 No.115

ひょっとして分からないのは「1Nの場合の様子」ではなくその前の段階ではないでしょうか。8番目の図の「4番目も同様です。」と書かれたところまでのことは本当に理解してますでしょうか。疑って申し訳ないですが…

Re: 水圧 　べ-　2020/09/25(Fri) 07:55 No.116

それまでの私の理解だと、例において、

1番目の玉は重力の反作用によって１Nの力で2番目の玉から力を受ける。
→パスカルの原理で１Nの力で壁を押す。
→反作用で壁から１Nの力を受ける。
→パスカルの原理で例えば、重力方向に１Nが伝播する。
→すると重力方向は２Nとなって、・・・同じことが繰り返さていく。

考えてみると、よく分からなくなりました。

Re: 水圧 　ろっとん　2020/09/25(Fri) 21:55 No.118

作用⋅反作用の法則とパスカルの原理を理解してないように見受けられます。この2つをマスターしないと水圧の原理は理解できません。
過去に同じような質問をいただいて何度もやりとりしたことがあり、そちらをお読みになると理解していただけるかもしれません。2020/04/22(Wed) 13:54 No.20 ～ 2020/05/02(Sat) 07:30 No.40 のコメントです。

Re: 水圧 　べー　2020/11/13(Fri) 22:28 No.177

すごく時間があいてしまいましたが...
過去のやりとりをじっくり拝読したのですが、やはり腑に落ちません。

単純な例のために、4/26 No３１の問題（２）について、
①を５Nで押すとパスカルの原理で①が②を押し、同様に②が③、③が④を５Nで押すことになる。
一方、⑥を５Nで押しているので、パスカルの原理で⑥が⑤を、⑤が④を、④が③を５Nで押すことになる。④が③を押すと反作用で③が④を押すことになる。
よって、③は④を１０Nで押すのではないかと思ってしまいます。
どこが間違っているのか、同じやり取りでお手間かもしれませんが説明して頂けないでしょうか。

よろしくお願いします。

Re: 水圧 　ろっとん　2020/11/14(Sat) 09:28 No.178

（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？

（わかりやすさのために大雑把な議論をしますが）
①を5Nで押す、ということは実はその瞬間に反対側から5Nで押し返されています。力は単独で存在することができません。5Nで押すことができるのはその瞬間に5Nで押し返されているからです。
問題文の文章がまるで力の片方が単独で存在できるかのように書かれているのは、本当に作用反作用を理解しているのかを問うためです。引っ掛け問題のような文章なのです。
左から5Nで押す力と右から5Nで押す力が別々に存在するように思わせてしまう文章になってますが、そうではありません。「左から5Nで押す」という文言だけで実は自動的に「右からも5Nで押されている」ことになるのです。右からの5Nの力があらたに加わるわけではありません。はじめから存在しているのです。
もしはじめから存在しているわけではないということになると、それは左から5Nで押してはいないということになります。
左から1Nか2Nで押したところで①②③④⑤⑥が動き出してしまって、どうしても5Nの力が加えられないという状態です。5Nの力を加えることができたということは反対から5Nで押し返されているということに自動的になります。わざわざ「⑥の右から5Nの力が加わった」と書かれること自体がおかしいのです。

これが作用反作用の法則です。

「⑥の右から5Nの力が加わること」は「⑥の右側に壁があること」とまったく同じなのです。どちらも⑥を右側から5Nで押しています。

そのことを
https://wakariyasui.sakura.ne.jp/p/mech/tikara/hannsayou.html#kui
で説明しました。

べーさんは以下の問題の答えにも違和感を感じるのではないでしょうか。
https://twitter.com/rotton6000kg/status/1140617165751537665
「押す」と「引く」の違いがありますが、根本的には作用反作用の問題です。両方の向きの力があってはじめて力というものは存在できます。

Re: 水圧 　べー　2020/11/14(Sat) 11:19 No.179

なるほど、右から押されているのは左から押す力の反作用と捉えないといけないということでしょうか？
つまり、私が先ほど書いた『左から5N押すことで③が④を押す力』と『右から5Nで押すと④が③を押すが、その反作用としての③が④を押す力』を別々のものとして5+5としたが、この２つは全く同じ力なので足してはいけないということでしょうか。

Re: 水圧 　ろっとん　2020/11/14(Sat) 12:18 No.180

そうなんですよ。反作用と捉えてください。もし5Nの反作用が無い場合は1Nとか2Nとかの力でしか押せない、と考えるといいと思います。

で、申し訳ないのですが、話を複雑にさせていただくと、①の左から5Nの力が加わるとき自動的に⑥の右から5Nの力が加わっている、というのはウソです。そのため（わかりやすさのために大雑把な議論をしますが）と断りを入れました。
左から5Nの力が①に加わったときに①から5Nの反作用の力が返されるのは本当なのですが、⑥に右から5Nの力が加わっているかどうかは確定してません。もし①②③④⑤⑥が右に加速して動き始めた場合は⑥に加わる力は5Nより小さいです。
このことは「運動方程式」項や「接する物体」項をマスターしないと理解できません。
それまではNo.178の私の解説を鵜呑みにしてください。
そのあとで「運動方程式」項と「接する物体」項を勉強してください。物体が止まっているときと加速しているときでは話が違う、とわかると思います。
高校物理は奥が深いのです。

Re: 水圧 　べー　2020/11/14(Sat) 12:58 No.181

だからパスカルの原理‘静止した’流体にかかる圧力はどこでも同じなのですよね？


パスカルの原理についてもう一つ理解できないことがあります。

↓
①｜　　
②｜　　｜は壁です


以下、重力は無視してください。①を上から１Nで押すとパスカルの原理により①が②を１Nで押す。
一方、同様にパスカルの原理から①は右の壁を１Nで押すので、反作用で壁は①を１Nで押す。①に更に１Nかかったのでパスカルの原理により①が②を１Nで押す。
となると、①は１＋１＝２Nで押すのではないかという疑問です。もし左にも壁があれば３Nになってしまうのではということです。
正しくは１Nだと思うのですが、どうしてでしょうか？今回は作用反作用もきちんと考えていると思ったのですが...。

Re: 水圧 　ろっとん　2020/11/14(Sat) 14:14 No.182

そうです。静止しているときは圧力はどこでも同じになります。

力は以下の1図のようになってバランスがとれた状態になると思うのですが、べーさんの感覚では壁が①を押す力が下向きに曲がって②を余分に押す、と感じるのでしょうか？私には不自然に感じますが…

私の感覚では①が壁を1Nで押して、壁が①を1Nで押し返して、そこで終わる、というのが自然に感じます。壁が①を1Nで押し返した力がさらに発展する、というのは不自然に感じます。作用の力に対して反作用の力が2倍になって返ってきた、という感じがします。

Re: 水圧 　べー　2020/11/14(Sat) 19:12 No.183

私も違和感は感じますが、パスカルの原理に従えばそうなってしまわないかと悩んでいます...。パスカルの原理はどのように理解すればよいのでしょうか。

関連するかもしれませんが、そもそも①を上から押したときなぜ②の左右にも伝わるのでしょうか。私は
①
②
というキレイな並びを考えているが、実際には
①
②③
のようにずれており、圧力は接線に垂直に働くから①が③を押す力は右下を向いており、水平成分が発生するのだと考えているのですが、あっているでしょうか。あるいは
①
②
でも左右に伝わるのでしょうか。(伝わりにくければすみません)

Re: 水圧 　べー　2020/11/14(Sat) 19:16 No.184

粒子の位置がうまく反映されていませんでした。
①②③のパターンでは、①は②と③の中間においたつもりです。

Re: 水圧 　ろっとん　2020/11/14(Sat) 22:50 No.185

もちろん実際の分子は
｜①
｜②
というより
｜ ①
｜②③
という感じにズレて並んでますが、
どのように並んでいようと等方的に力が伝わるというのがパスカルの原理です。
分子が他と4箇所接触している場合でも6箇所接触している場合でも1Nなら1Nの力が伝わるというものです。
4箇所接触の場合だと 1+1 = 2N になってしまって、6箇所接触の場合であるならばそうはならず1Nまま伝わる、と納得できるのでしょうか。

Re: 水圧 　べー　2020/11/16(Mon) 16:42 No.188

遅くなり申し訳ありません。

いえ、実は６カ所でも理解できていません。

あと、どんな並びでも等方的に伝わるのですか...。例えば上から押したときなぜ横にも伝わるのでしょうか。

Re: 水圧 　ろっとん　2020/11/16(Mon) 18:35 No.189

どんな並びでも等方的に伝わるわけではないのですが、まず6箇所として考えて、横に伝わることを納得してください。「パスカルの原理」項で説明したとおりです。
そして等方的に伝わることをふまえた上で「水圧」項では重力の影響を分かりやすく納得するために縦、横に配列し直したわけです。

しかしべーさんの疑問の本質はこのことではなく、やはりまだ作用反作用の法則のことのような気がします。
（問2）の答えにも納得してないのではないですか？
ツイッターの
https://twitter.com/rotton6000kg/status/1140617165751537665
この問題も納得できてないのではないでしょうか。10kgと感じてませんか？
「作用反作用の法則」項をよく読んで納得できない箇所があったらおっしゃってみてください。

誤字脱字的だと思われるところをいくつか見つけたので、それを指摘しようと思った次第であります。
以下４つあります。

人工衛星　第２宇宙速度　下から２段落目でしょうか
　ちなみに、～　恒星（太陽）の周りを回るの　か　惑星で、惑星の周りを回るのが衛星です。

人工衛星の補足　第３宇宙速度　３段落目
　第2宇宙速度を求めた式　～　太陽の引力を振り切る速度を導き出　す　します。

凸面鏡　焦点距離は半径の半分　２行目でしょうか
　上で示した代表的な光線の③の線によって作られる三角形について考えてみま　ま　す。

熱量　熱量の保存　１段落目
　温度の高い物体と温度の低い物体を接触させると、～　低温側から高温側　から　移ることはありません。

以上です。私の気のせいだったらすみません。
今後も応援しています。

Re: 些細な事 　ろっとん　2020/10/19(Mon) 23:53 No.146

ありがとうございます。
自分の文章って読み直しても誤字に気づけないんですよね。正常性バイアスというんでしょうか？
４つも見つけていただいて本当に感謝です。
校正料を支払いたいという気持ちを差し上げます。

Re: 些細な事 　凡夫　2020/11/15(Sun) 16:59 No.186

また１つ誤字脱字らしきものを見つけたので報告させてください。


「波の反射」のページ、「入射角・反射角」の2行目辺りです。

同様に、反射した波の進行方向と境界面の法線とのなす角　と　反射角といいます。


以上であります。応援しています。

Re: 些細な事 　ろっとん　2020/11/15(Sun) 22:40 No.187

指摘されてもなお何が間違ってるのかしばらく分かりませんでした。バカですね。
校正料支払いたい気持ちポイント1000pt差し上げますw

ちょっとした報告と確認であります。

遠心力のページ、向心力？のところの、Yhaoo知恵袋参照のリンク先のページが無いようであります。
既に知っていて、あえてそのままにしているなどであったらすいません。

あと、確認なのですが、
電気力線のページ、ガウスの定理のところ、イラストが全部で７つあるところなのですが、
４つめのイラストとそれに関する記述は合っているのでしょうか。
私の認識では、入っていく線分－２本、出ていく線分＋１本、出入りするループの線が１本あって、閉局面外に１本、なので、
閉曲面内の端点の総計は‐１個だと思うのですが、
記述では、”左図の例では、出ていく線分は +2本で、入っていく線分は -3本で…”とあります。
これは、ループの線や閉局面外の線なども数えているのでしょうか。
端点が総計 -1個存在する、という部分では結局同じなのですが、気になったのでコメントしました。
この部分について、もしよければ教えてください。

Re: 報告と確認 　ろっとん　2020/11/08(Sun) 02:08 No.175

Yahoo知恵袋のリンク切れは困っていたところです。
「反心力」が私の考えた言葉ではないことをはっきりさせるために削除するわけにもいきません。
でもリンクが切れているのにリンクにしているのはまずいので、とりあえずurlを書いておいて「現在このページは無くなっております」と但し書きをしておきます。

電気力線の出入りの私の数え方は、ループ線が境界面と交差するのは2箇所だが、そのうち一方が「入り」ならもう一方は必ず「出」であるから、凡夫さんの数え方の「入り」と「出」にそれぞれ1本ずつ足す、というものです。
一応これも説明を書き足しておきます。
といいますか、凡夫さんの数え方のほうが普通ですよね。

Re: 報告と確認 　凡夫　2020/11/08(Sun) 16:34 No.176

なるほど納得、スッキリしました。
ループ線を数えればいいだけでしたね、迂闊でした。

返信ありがとうございます。

https://wakariyasui.sakura.ne.jp/p/mech/henni/henni.html (力学の変位と速度と加速度のリンク)
のx-tグラフのxは変位ではなく、位置ではないでしょうか。

Re: 間違いだと思われる部分 　ろっとん　2020/10/31(Sat) 12:38 No.172

そうですね。位置ですね。
ありがとうございます。描きなおします。

私、公式での表記も変位だったり位置だったりしてますね。
https://wakariyasui.sakura.ne.jp/a/kousiki.html
どうしよう。。

Re: 間違いだと思われる部分 　ろっとん　2020/10/31(Sat) 22:18 No.173

本屋さんに行って他の参考書を見てきました。
どの参考書もvには「速度」、aには「加速度」が付記されてるのにxには何も付記されてませんね。「位置」が妥当なのか迷ってきました。
公式表記においても出版社によって「位置」だったり「変位」だったりしますね。
検索して英語サイトを見ていみるとグラフに付記されてるのはPosition（位置）だったりDisplacement（変位）だったりしますね。
どうしたらいいか迷いますがとりあえずx-tグラフのxは「位置」にしようと思います。

こんにちは
遠心力は回転座標系で現れる慣性力とありますが、遠心力は実在しないということでしょうか？
例えば車に乗っていれば曲がるときに遠心力を感じませんか？

Re: 遠心力について 　朝日　2020/10/29(Thu) 14:18 No.157

続けて失礼します。もう一点お聞きしたいです。
合成する時は力を平行移動していいというのが分かりません。作用線上でしかダメではないのでしょうか？

よろしくお願いします。

Re: 遠心力について 　ろっとん　2020/10/30(Fri) 02:27 No.159

曲がるときは外側に放り出されそうになる力を感じますが、疑問点は慣性力全般についてですか？遠心力の言葉の定義についてですか？

平行移動というのはどのことでしょうか。

Re: 遠心力について 　朝日　2020/10/30(Fri) 10:03 No.160

遠心力が回転座標系でのみかけの力であることは理解しています。この見かけに違和感を感じます。
曲がるときは押し出されることから、遠心力が見かけではなく実際に働いているのではという疑問です。

力の合成・分解のページの、力の合成はベクトルの加法の最後の部分です。力は作用線上での移動しか許されないはずなのに、合成するときは平行移動もokというのがわかりません。

Re: 遠心力について 　ろっとん　2020/10/30(Fri) 18:39 No.161

遠心力は実際に働いていると捉えて構わないと思います。
「みかけ」という言葉がちょっとアレかもしれません。
電車がブレーキをかけたときの慣性力は「みかけ」ですか？「実在」ですか？遠心力の場合とは違いますか？

平行移動はさせてはいけないことに変わりありません。剛体に2つの力が加わる場合にそのうちの1つを平行移動させてしまったら剛体の運動の様子は違ってしまいます。あくまで平行四辺形の法則を考えるときに三角形を作ってもいいというだけのことです。
念のため
「平行移動させていいのは力の合成をするときだけです。」を
「平行移動させていいのは平行四辺形の代わりに三角形を想像するときだけです。」に書き変えておきます。

Re: 遠心力について 　朝日　2020/10/30(Fri) 19:28 No.163

すみません、投稿場所を間違えました。



遠心力は実際に働いているのですか？？だとしたら向心力と釣り合って円運動しなくなりませんか？

電車でブレーキをかけた場合は、慣性で進み続けようとするが、足元に摩擦があるせいで下半身が後ろに引っ張られているだけで、慣性力なるものは働いていないという認識です。

----------------------------------

平行四辺形の法則を考える時に三角形を作っても良いとはどういう意味でしょうか。

Re: 遠心力について 　ろっとん　2020/10/30(Fri) 21:51 No.164

そうです。円運動しなくなります。回転座標系（非慣性系）から見ると車の中の人は静止しています。
一方、慣性系から見れば円運動しています。
それらを説明したのが遠心力項「円錐振り子」です。
https://wakariyasui.sakura.ne.jp/p/mech/kannsei/ennsinn.html#ennsui
でも高校生にはちょっと難しいですよね。私がうまく説明できないのが悪いのですが。
回転座標系において人が静止しているのは向心力とつり合う何らかの力が働いているからで、その力がみかけの力の遠心力である、ということなんですけど、私はこの「みかけ」というのが好きではありません。説明のためにどうしても用いてしまうのですが、私としては遠心力は実在の力と考えていいと思ってます。

実は曲がる車とブレーキをかける電車はまったく同じです。曲がる車のほうが想像するのがちょっと難しいというだけです。

まったく揺れない高性能の電車が開発されてその窓に目隠しをしたと想像してみてください。ブレーキをかけてもカーブを曲がってもまったく揺れません。音もしません。外界もまったく見えません。
電車がブレーキをかけたとき、乗客はブレーキをかけられたことに気づきませんが足元が後ろに引っ張られます。
電車がカーブを曲がるとき、乗客はカーブを曲がっていることに気づきませんが体が横にもってかれます。
乗客に働くこれらの力はみかけの力ともいえるし実在の力ともいえないでしょうか。
----------------------------------
平行四辺形の対角線は三角形の辺でもある、というだけのことです。

Re: 遠心力について 　朝日　2020/10/30(Fri) 22:00 No.165

やはり「実在」というのが引っかかります。
回転系では向心力と釣り合って円運動しないのは分かります。しかし、実在というと、静止系から見ても存在していることになりませんか？実在する力が座標系によって現れたり消えたりというのは分かりません。
（普通は単に数式上で現れる「みかけの」力だと習いますよね）

--------------
理解しました。

Re: 遠心力について 　ろっとん　2020/10/30(Fri) 22:38 No.166

静止系から見たときについては向心力の反作用として「反心力」が存在していて、この反心力についても実在しているといっていいんじゃないでしょうか。
つまり私としては回転系でも静止系でも「実在」していると考えていいと思ってます。

Re: 遠心力について 　朝日　2020/10/30(Fri) 23:37 No.167

向心力の反作用（反心力？）が存在するのは分かります。しかし遠心力とどう関係するのでしょうか？

遠心力のページで、バケツの水がこぼれないのは（静止系の立場では）反心力のおかげだとありますが、反心力は水が人に加える力なので水がこぼれない理由にはならないのでしょうか。この場合、重力（向心力）は向心加速度を生み出して接線速度を変化させるだけのものであって、水がこぼれることとは関係ないということではないでしょうか。

Re: 遠心力について 　ろっとん　2020/10/31(Sat) 00:48 No.168

一般の人々が遠心力と呼んでるものが反心力だと思います。

コメントの後半はうまく汲み取れないのですが、「水が人に加える力」というのは「水に加わった力」でもあるのではないでしょうか。
重力は水を下に落とそうとし、反心力は水を上に持ち上げようとしているのではないでしょうか。

Re: 遠心力について 　朝日　2020/10/31(Sat) 01:33 No.169

少々混乱してきました。
遠心力は反心力のことなのですか？遠心力は「物体に働く」力で、反心力は「物体が及ぼす」力ですよね。全く別物ではないですか？

「水が人に加える力」というのは「水に加わった力」でもあるというのはどういうことでしょうか。認識の違いがあったかもしれないのでもう一度説明させていただくと、
水は重力とバケツから受ける抗力の合力を向心力として円運動している。この場合の反心力は、水が地球とバケツに及ぼす力ですよね。水に働いている力ではないので、上に来た時に水が落ちない理由に反心力を用いるのはおかしいのでは？ということです。
この辺の話がそもそもの疑問につながっているのですかね(...?)

Re: 遠心力について 　ろっとん　2020/10/31(Sat) 01:59 No.170

うーん、別物ですかねー。
ちょっとここで数式を書いてみます。議論がしやすくなるかもしれません。

水の質量を \(m\) 、バケツの質量を 0 、人の腕の力を \(T\) とします。
周回スピード \(v\) で等速円運動しているとすると向心力は
　　\(m{\large\frac{v^2}{r}}\)
で、バケツが真上にきたとき、向心力は重力 \(mg\) と人の腕の力 \(T\) を合わせたもので、つまり、
　　\(m{\large\frac{v^2}{r}} = mg + T\)
で、反心力というのは向心力と同じ大きさだから
　　\(m{\large\frac{v^2}{r}}\)
で、つまり、
　　\(mg + T = m{\large\frac{v^2}{r}}\)
という力関係になっている。
右辺の周回スピード \(v\) を小さくしていくと（\(mg\) の大きさは変わりようがないから）左辺の \(T\) が小さくなっていく。つまり腕が楽になっていく。
もっと周回スピード \(v\) を小さくしていくとやがて腕の力 \(T\) は必要なくなって 0 になる。
このとき \(mg\) と反心力 \(m{\large\frac{v^2}{r}}\) は同じ大きさになっている。
もっと周回スピード \(v\) を小さくしていくと
　　\(mg > m{\large\frac{v^2}{r}}\)
となり、重力が反心力に勝って水が落下する。

、、、という感じです。
返信はゆっくりでいいです。

遠心力は実際に働いているのですか？？だとしたら向心力と釣り合って円運動しなくなりませんか？

電車でブレーキをかけた場合は、慣性で進み続けようとするが、足元に摩擦があるせいで下半身が後ろに引っ張られているだけで、慣性力なるものは働いていないという認識です。

----------------------------------

平行四辺形の法則を考える時に三角形を作っても良いとはどういう意味でしょうか。

こんにちは。いつも貴サイトにはお世話になっております。定圧変化がどうしてもわかりません。
気体に熱が加われば、気体の温度が上昇し、圧力が高くなり、圧力を一定にするために気体の体積が大きくなる、と考えているのですが、すると気体の温度は上がらず内部エネルギーは0になるような気がします。
温度が上がれば必ず圧力も上がる、というわけではないのでしょうか？

Re: 定圧変化 　ろっとん　2020/10/21(Wed) 07:14 No.148

温度が上がれば必ず圧力も上がる、と感じてらっしゃるのでしょうか。

Re: 定圧変化 　けんとまと　2020/10/21(Wed) 20:41 No.149

そうです

Re: 定圧変化 　けんとまと　2020/10/21(Wed) 20:47 No.150

気体の温度が上がる、すなわち内部エネルギーが大きくなるなら、その分粒子の運動も激しくなり圧力は上がると思ってます

Re: 定圧変化 　ろっとん　2020/10/22(Thu) 00:56 No.151

その後に圧力が下がると考えているわけですよね？
さらにその後に温度が元通りになるはずだと考えているのでしょうか？
もしそうならなぜですか？

Re: 定圧変化 　けんとまと　2020/10/22(Thu) 16:06 No.152

定圧変化なので体積が大きくなってボイルの法則より圧力は元の値に戻り、圧力は分子の運動の激しさを表してる気がするので圧力が同じなら熱運動も変わらず、温度も一定、内部エネルギーも一定にはなりませんか？

Re: 定圧変化 　ろっとん　2020/10/22(Thu) 23:33 No.153

「定圧変化なので体積が大きくなってボイルの法則より圧力は元の値に戻り」というのがわかりません。ボイルの法則は定圧でなく等温です。
「圧力は分子の運動の激しさを表してる」というのもちょっと違います。それは温度です。

「定圧変化がどうしてもわかりません」とのことだったのでそれ以外のことは理解されてると思ったのですが、そうではないようです。今の状態で定圧変化を理解するのは無理なように見受けられます。

Re: 定圧変化 　けんとまと　2020/10/23(Fri) 17:07 No.154

すいません、ボイルの法則なのかシャルルの法則なのかボイルシャルルの法則なのかわかっていませんでした。出直してきます。

Re: 定圧変化 　ろっとん　2020/10/23(Fri) 19:07 No.155

じっくり読み直してみて、それでも分からないことがあったらまた質問してください。

水平面上（摩擦あり）に直方体（剛体）が置かれているようなときに外力を加えてどのような時に剛体が傾くかという問題で、この直方体の底面のどの部分に抗力の作用点があるのかを考える際に気になることがありました。

剛体が回転しない⇔剛体に作用している二力の作用線が一致する…（ア）
剛体が回転しない⇒剛体に作用している三力の作用線が一点で交わる…（イ）

まず（ア）、（イ）の二つは正しいでしょうか。

Re: 剛体が回転しない 　ろっとん　2020/10/12(Mon) 00:56 No.144

正しいと思います。

T-mg、ma=F、ma=T-mg の式意味がよくわからないです💦

Re: 運動方程式について説明がほしいです！ 　ろっとん　2020/10/05(Mon) 22:52 No.142

問題編でしょうか

単振動の運動方程式の立式において質問です。とくに垂直ばね振り子に関する運動方程式の立式についてです。基本的に復元力の向きを図示する際には、はじめに決めた軸の正の向きとは反対の負の方向に図示します。別に正の方向にマイナスの力があるとして軸の方向に合わせても運動方程式自体は変わらないことは理解しています。私は鉛直バネ振り子における復元力の正負を考慮した大きさをどう考えれば良いのかが分かりません。x（>0）における復元力は非常に単純明快にわかります。ただx(<0)における復元力の正負を含めた大きさをどう考えるのか私には分かりません。ぐっとこらえつつ考えてみました。釣り合いの位置のときのバネの伸びをｄとおいて、位置ｘ（<0）における復元力を考える。まず自然長からの伸びを考えて復元力の大きさを考えると、伸びは｛-ｘ-（-ｄ）}となるから、復元力の大きさ自体はk｛-ｘ-（-ｄ）}。ここで復元力の方向を考えると、伸びは正負を考慮した負の伸びでないといけないので、｛-ｘ-（-ｄ）}×(-1)が単振動における正しい伸びとなる。
実際この伸びを採用すると正しい解答は得られますが、いちいちこんな面倒なことを考えるのでしょうか。

Re: 単振動に関して 　ろっとん　2020/10/04(Sun) 21:56 No.138

別におかしくないように思えますが…
？ｘとｄですか…
もう少し詳しく説明していただけないでしょうか。

Re: 単振動に関して 　ボンボンショコラ　2020/10/05(Mon) 14:51 No.139

私が聞きたかったことは簡潔に申しますとどのようにして単振動の運動方程式をたてるのが一般的に通用するのかということです。

もう一つ聞きたいです。
運動方程式をたてる際に加速度が必要ですが、向きは軸の正の向きに合わせますがなぜですか。
単振動以外の運動、例えば水平投射や斜面上を滑る運動などにおいて運動方程式をたてるときの手順は、まず力の図示をして、そして運動するであろう仮の向きを正として加速度をとり、その向きを正負の基準として力の正負を決定して運動方程式をたてますよね。つまり正負の基準は加速度にありました。そして運動方程式を解くことで加速度がわかり、その後に変位の軸をとり等加速度運動の式を作るという、加速度の軸の設定からの変位の軸の設定がある手順を踏んでいるのですよね。この流れでは加速度aの設定において正負の制限はなく自分で勝手においていいわけですね。しかし単振動ではそれが許されていないように思えます。変位の軸の向きと加速度の正の向きを合わせるというのがなぜなのか理由が分かりません。その辺の設定は自由であるはずなのに。

Re: 単振動に関して 　ろっとん　2020/10/05(Mon) 22:45 No.141

それらはごく自然に成り立っていると思うのですが、具体的にどの箇所でそのような疑問が湧いたのでしょうか。

詳しくて分かりやすくて面白くて良かった

Re: あ 　ろっとん　2020/10/04(Sun) 08:46 No.136

それは良かったです。ありがとうございます。

浮力の最後の問題の解説をお願いしたいです。3度ほど初めから読んでみたのですがどうも分かりません。

Re: 浮力 　ろっとん　2020/09/29(Tue) 00:18 No.123

密度、パスカルの原理、水圧の原理、浮力の原理は理解できてますでしょうか？

Re: 浮力 　凡人　2020/09/29(Tue) 07:32 No.124

返信ありがとうございます。それぞれは理解できているはずです。このサイトは非常に分かりやすかったです。下に流体がもぐりこんでいると下面にも水圧が生じるから上面との水圧の差によって浮力が生じることは分かります。浮力は粒子の重さ×粒子の数という考え自体はサイトの説明で分かりました。しかし部分的にもぐりこんできたときの浮力がよくわからないのです。どの知識をどう使えばうまく説明できるのか分かりません。

Re: 浮力 　ろっとん　2020/09/29(Tue) 08:04 No.126

重さ10割の物を1兆個で支えられるなら重さ3割の物は3000億個で支えられる、ということです。
もしかするとパスカルの原理をマスターできてないかもしれません。ちょうど下の 2020/09/27(Sun) No.120 のコメントの内容は理解できてますでしょうか？
あと、残りの7割の面積の部分についてですが、図では物体と床が接しているように描かれていますが、実際にはわずかに隙間が空いてます。水分子1個が入るか入らないかくらいの隙間が空いています。

Re: 浮力 　凡人　2020/09/29(Tue) 18:49 No.127

下のコメントと該当箇所は読みました。それ自体は理解しています。きっと引っかかっているところが違うみたいです。うまく伝わるのか分かりませんが、できる限り私の疑問点や考え方をまとめたので、何か誤っていれば教えていただきたいです。

(1)疑問
『物体の上面と下面を押す力の差（＝浮力）は、（分子の個数）×（分子の重さ）となります。これはまさに物体が排除した流体の重さであり、これがアルキメデスの原理であります。』
この部分は理解しています。しかし「物体が排除した流体の重さ＝物体の上面と下面を押す力の差」が成立するのは物体の表面全体に流体が接しているときのはずです。私が疑問に思っているのは、浮力と流体が接している下面の面積に比例の関係があるのかということです。

(2)考え
下面に水が侵入してくるとそこには水圧が存在し、下面を上向きに押す力が生じますが、この物体の重さと上面にかかる水圧による力がその上向きの力と相殺します。だから下面に面積三割分の水が入ってきたところで下面を上向きに押す力と物体の重さが釣り合っただけであって、上面を押す力があるから、物体は浮くことができないと考えました。

(3)疑問
ここは(1)と似ています。浮力は結局（分子の個数）×（分子の重さ）であってこれがまさにρｖｇという公式を示しているのですよね。しかし、物体がいくら流体を排除したところで、下面に流体が接していないなら浮力なんて生まれないです。すると下面に水がない場合はこの公式は成り立たないわけですね。だから今回の問題の対処法が分からないのです。
今回の最後の問題では下面に流体が存在している面（辺）を底面（辺）とする直方体（長方形）に対して浮力を考えているということでしょうか。つまり下面に流体が存在している面（辺）を底辺とする長方形（直方体）の部分こそが流体を排除していると考えて、部分的にアルキメデスの原理を適用しているということですか。

Re: 浮力 　ろっとん　2020/09/29(Tue) 21:09 No.128

確かにそのとおりですね。
私重大な勘違いをしていたかもしれません。
ちょっとお待ちください。

Re: 浮力 　ろっとん　2020/09/29(Tue) 22:04 No.131

凡人さんの考え方は完璧に正しいです。私が完全に間違っていました。
水深の深いところに沈めたらその分、強力に押し付けられるはずで、30%の染み込みだけで浮き上がるはずはありませんね。上面を押す力を完全に忘れていました。
エラそうに解説していてとんでもない間違いをおかしてしまいました。大変恥ずかしいです。

正しくは
物体の上面までの水深を \(h\)
物体の高さを \(x\)
密度を \(ρ\)
としたときに
　　\({\large\frac{h+ρx}{h+x}}×100\%\)
という感じになりますね。

10mの水深で10mの高さで密度が0.3なら 65%
100mの水深で10mの高さで密度が0.3なら 約93.6%
ですね。
私の30%というのは水深0mの場合ということになりますね。

当該ページの説明は明日までに書き変えます。
今回は本当に本当にありがとうございました。

Re: 浮力 　凡人　2020/09/30(Wed) 18:04 No.133

こんなにも早く丁寧に対応されるとは思っていませんでした。日々このサイトの精度は向上しているのですね。ありがたいです。

Re: 浮力 　ろっとん　2020/09/30(Wed) 19:18 No.134

トンチンカンな返答をしたのに詳しく分かりやすいコメントを書いていただいたおかげです。ありがとうございました。

すいません、少し化学よりの話になります。
なぜ極性分子の分子間にはクーロン力が働いて沸点が高いのですか？クーロン力はkq1q2/r^2で、極性分子同士の場合極性が強ければ強いほどq1とq2の電荷が正負同じだから退けあってしまい、沸点が下がりそうな気がするのですが。

このようなすばらしい学習サイトに出会えたことに感謝しています。
私は高校生ではなく、おっさんですが、もう一度基礎から学問をやりたいという意欲から、日々学ばせて頂いております。改めて感謝です。

そのついでに、しょうもない指摘ですが、
パスカルの原理のページ、最後の方のところで、

～左図の例では大きい方のピストンに7個の球体、小さい方のピストンに2個の球体が接触してますが～

とありますが、実際の左図にはたくさんの粒粒が描かれており、説明文とやや異なっていると思われます。
私の気のせいかもしれませんが、気になった次第でございます。

何であれ、このような学習サイトを作っていただき、感謝であります！

Re: 感謝のついで 　ろっとん　2020/09/24(Thu) 01:27 No.113

ピストンとシリンダーを勘違いしてらっしゃると思います。私もよく勘違いするのですが、内部の動く方がピストンで外枠の動かない方がシリンダーです。
これは間違いやすいので図をアニメーションにして球を赤く点灯させようと思います。

本サイトの説明は手っ取り早く点数を稼ぎたい高校生には過剰で冗長かもしれませんが、原理を知りたい、物理の楽しさを感じたいという方にはお役に立てるのではないかと思っております。社会人の方に読んでいただけるのはとてもうれしいです。

Re: 感謝のついで 　凡夫　2020/09/27(Sun) 13:29 No.120

ろっとん氏のおっしゃる通り！ピストンとシリンダーを勘違いしていました！！

先程改めてパスカルのページを確認したところ、親切にも赤い丸が点滅するようになっていました！感謝です！
これですっきり理解ができました。

これ以前までは漠然と、左の注射器には大きい球が7個入って、右には大きい球が２個入って…それで～…（…？）、という感じでした（笑）

ピストンに接している玉がピストンを押している、ゆえに、その押している玉の数によって、反対から押す際のつり合う力（あるいは上回る力）が異なる、
例の場合は、小さいピストン方がピストンを押す力が弱いので、反対から押す際は、その分らくちん、
とりあえず、そんな感じに捉えてすっきりしています。

水圧、浮き沈み、アルキメデスの原理、等々は、地球温暖化の海面上昇が話題になるたびに気になっていました。
もっと理解を深めていくつもりです。まださらっと理解したつもりになっているだけだと自覚しています。

赤い点滅の丸！とても理解の助けになりました！
今後もこのサイトで学ばせてもらいます！ありがとうございます！

Re: 感謝のついで 　ろっとん　2020/09/27(Sun) 20:48 No.121

ご指摘をいただくことによってサイトが改良されていきます。こちらこそありがとうございます。

すばらしいサイトに感動してます
わかりやすいです


還暦過ぎて 物理　数学で　学生時分から疑問に感じていた分野を再び勉強し直しています
たとえば　満潮　干潮の原理　とか　ロケットでの脱出速度とか
このサイトは　平行軸の定理での証明の中で　重心周りのΣmrはゼロであるが意味不明で　ここまでたどり着きました
モーメントの和がゼロ　と気づき　問題一つ解決です

すばらしいサイトありがとうございました

Re: 無題 　ろっとん　2020/09/25(Fri) 22:12 No.119

還暦を過ぎてから勉強し直すなんて素敵ですね。
特に物理と数学についてというのはすごいです。調べてもわかりにくいでしょうし考えるのも面倒だと思います。
そんな中で当サイトに来てくださったのはうれしいです。名誉に感じます。
これからもわかりやすさを追求してサイトを作っていきます。

いつもお世話になっております。一つ気になったのですが、「磁場を横切る導線」項で、電磁誘導におけるエネルギーの保存という内容があったのですが、その中で「V = vBl という式はエネルギーが保存されていることを示唆する式です。」という一文の内容が良くわからなかったです。良ければ教えてください。

Re: エネルギー保存 　ろっとん　2020/09/09(Wed) 18:35 No.106

すべての物理法則はエネルギー保存則と矛盾しないものになっていますが、V = vBl もそうであるという感じです。
V = vBl がエネルギーを表すというわけではないですが、これによってエネルギー保存則と矛盾が生じなくなっています。

高さ h から物体を落としたときの速さは v=√2gh ですが、これは mgh=(1/2)mv^2 というエネルギー保存の式と矛盾していない、というのと同じようなことです。

「V = vBl という式はエネルギーが保存されていることを示唆する式です。」
と書きましたが
「V = vBl という式はエネルギー保存則と矛盾しない式となっています。」
としたほうが良かったかもしれません。
書き直しておきます。

Re: エネルギー保存 　パシ　2020/09/09(Wed) 23:43 No.107

なるほど、落下運動の例でよく分かりました。ありがとうございます。

高校物理でこのサイトより分かりやすく、詳しいものはないと思っています。日々参考に学習させていただきますm(._.)m

力のモーメントは力×距離です。なので単位（次元）はジュールですよね。そこで私はエネルギーと力のモーメントは、関係があるのではないのだろうかと思っているのですが、どうでしょうか？

Re: 力のモーメントの次元 　ろっとん　2020/08/19(Wed) 20:19 No.96

関係ないと思います。距離といっても測っているところが違いますので。

Re: 力のモーメントの次元 　（＝＾＾＝）　2020/08/20(Thu) 00:26 No.101

https://wakariyasui.sakura.ne.jp/p/mech/sigoto/sigoto_ho.html#2

こちらですかね？

Re: 力のモーメントの次元 　ろっとん　2020/08/20(Thu) 19:09 No.104

そうです。ありがとうございます。

ジュール熱や仕事はエネルギーに含まれますか、含まれませんか？

Re: エネルギーについて 　ろっとん　2020/08/19(Wed) 20:16 No.94

含まれると思います。

Re: エネルギーについて 　山田太郎　2020/08/19(Wed) 20:39 No.100

しかし、私はエネルギーとは「仕事をする可能性」であり、仕事とは「エネルギーを貯めたり使ったりすること」でジュール熱や摩擦熱は仕事の一部であるが、エネルギーとは少し違うという話を聞いたことがあります。

Re: エネルギーについて 　ろっとん　2020/08/20(Thu) 19:05 No.103

そうかもしれないですね。

大気圧が体全身にかかるのもパスカルの原理で説明できるのでしょうか？
空気は確か、窒素分子や酸素分子で埋め尽くされているというより、真空に窒素分子や酸素分子が浮いているような状況に近かったと思います。（原子半径を求め、体積を求め、それを2倍し、アボガドロ数をかけ、22.4Lで割る）

Re: 大気圧とパスカル 　ろっとん　2020/08/19(Wed) 20:17 No.95

説明できると思います。

Re: 大気圧とパスカル 　山田太郎　2020/08/19(Wed) 20:31 No.99

でも空気というスカスカの状態に対してどうやってこのサイトにのっているパスカルの原理を用いるのですか？

Re: 大気圧とパスカル 　ろっとん　2020/08/20(Thu) 19:03 No.102

スカスカだとしたらパスカルの原理は使えないかもしれないですね。

電磁気＞交流回路＞振動回路

の説明の中で、

t=(8/16)T
：もっとも電流の減少量が大きいときに電流の大きさは 0 になり、
『このとき自己誘導起電力は最大となり』、その向きは t=0 のときと逆です。コンデンサーの極板の電荷の正負も t=0 のときと逆になっています。

t=(9/16)T
：再び放電が始まり、電流がこれまでとは逆向きに流れ始めます。（まるで大海原に飛び出す電荷たちによって）電流の大きさは急激に増え（向きは負）、
『このときの自己誘導起電力はもっとも大きくなります』。


細かいですが、『』のところの説明を読むと　t=(8/16)Tと、t=(9/16)T　のどちらも自己誘導起電力の最大値を取るように思うのですが、どちらとも最大値をとるのですか?

Re: 少し気になって… 　（＝＾＾＝）　2020/08/19(Wed) 03:07 No.93

別件ですが気になったので付け加えました。
掲示板の４ページに行くとページ数を選択できるところを含めて、それら以下がクリック不可になったのですが、仕様でしょうか？

仕様でしたら失礼いたしました。

ps．一年半ほど前にこのサイトを見つけてから、勉強にとても活用させていただいております。いつも分かりやすい例えやアニメーションをありがとうございます！原子のところは自分ももちろん難しいですが、先生の分かりやすい説明を待っています！
（ちなみに「熱電子」という光電効果と同じような電子の動きが見られる効果?があるようなので、お役に立てられれば幸いです。（光波と音波が似ているような感じです））

Re: 少し気になって… 　ろっとん　2020/08/19(Wed) 20:30 No.98

2回つづけて『最大』が出てくるのはおかしいですね。本当の最大は t=(8/16)T のときですね。t=(9/16)T での『このときの自己誘導起電力はもっとも大きくなります』の文言は削除します。教えていただきありがとうございます。

4ページ目のボタンに関しては私の環境では異常はありません。WindowsPCのGoogle ChromeとFirefoxです。あとAndroidのGoogle Chromeでも異常ありません。そういえばiPhoneでの動作確認をしてません。iPhoneお使いですか？

熱電子については
https://wakariyasui.sakura.ne.jp/p/atom/ryuuha/xsenn.html#sennkann
にて解説しています。

原子分野の記事は今月中に1本UPする予定です。長く更新をサボっていて申し訳ありません。暑さとコロナのせい、ということにしておいてくださいm(_ _)m