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

なぜ誘導起電力の公式はV=−Δφ／Δtなんでしょうか？
素人の考え方ですが、V（ボルト）って電気の世界でいう高さみたいなイメージが強いので磁束とどう結びつくのかが全くイメージできません。

Re: 誘導起電力 　ろっとん　2020/08/19(Wed) 20:22 No.97

本編の説明をお読みください。

参考書がわりに使っています
理解がアマかったところもよく理解できるようになりました
アニメーションと分かりやすい計算過程のおかげであまり苦労することなく学べるのは結構な強みだと思います

Re: 理解しやすい 　ろっとん　2020/08/15(Sat) 00:41 No.87

分かりやすい説明によって苦労せず乗り越えられることがあると思います。
世の中の説明がもっと分かりやすいものになれば解決できる問題もたくさんあると思います。

このサイトに出会えたことを本当にありがたく思います。
ありがとうございます。

Re: 感謝 　ろっとん　2020/08/11(Tue) 06:33 No.85

こちらこそありがとうございます。
今年はイレギュラーなことが多くて大変だと思いますが頑張ってください。

とても分かりやすくて、無料で見れるなんて受験生として感謝してます

Re: 感謝しかありません 　ろっとん　2020/07/21(Tue) 22:05 No.83

コメントありがとうございます。
無料で高品質のものを提供して市場を破壊してやろうとの意気込みで、というのはオーバーですが、そのくらいの気概をもってこれからもサイトを作っていこうと思います。

私は、高校生ではありませんが、古い頭の整理のため、興味深くこのサイトを見させていただいております。
本題、「2物体の反発係数」、e = 1 となる衝突で、m1 ≫ m2の場合の２つの図のうち、左図で物体Bの方向が物体Aに向かっているのは、おかしいと思われます。
その理由は、物体Bの方向が物体Aと同一方向とし、計算も符号を考慮したスカラーで行われてた後の図なので、この図では非常な違和感があります。計算がベクトルでより一般的な計算であったならば、これでもよいのかもしれませんが。

Re: 2物体の反発係数の図がおかしいのでは？ 　ろっとん　2020/07/18(Sat) 21:36 No.81

ベクトルのつもりだったのですがスカラーで計算が行われているのはどの式のことでしょうか？

単振動の速度のところで変位x＝A sinωt と求めたのを利用して
v= A sinωt/t としてはだめなのですか？

Re: 質問 　ろっとん　2020/06/30(Tue) 21:05 No.77

変化量は刻々と変化しますからね。

Re: 質問 　質問　2020/07/01(Wed) 11:25 No.78

ご返信ありがとうございます。
理解力がなくて申し訳ないのですが、変化量が刻々と変化するとなぜだめなのですか？

Re: 質問 　ろっとん　2020/07/02(Thu) 22:00 No.79

ずっと10m/sで動いているなら100mを10sで割ってもいいかもしれませんが、刻々と変化している場合はちゃんと考えなければなりません。

万有引力のところで質量の積に比例すると考えるのは間違いだと教わったのですがなぜですか？

Re: 質問 　ろっとん　2020/06/25(Thu) 20:17 No.69

質量の積というのは
\(F\) = \(G{\large\frac{Mm}{r^2}}\)
の \(M\) と \(m\) のことでしょうか？

Re: 質問 　たらお　2020/06/26(Fri) 10:47 No.70

ろっとんさま

その通りです。

Re: 質問 　ろっとん　2020/06/27(Sat) 22:21 No.73

そうであるとすると不思議ですね。r^2に反比例することを忘れるなと言いたいのですかね。よくわかりません。

Re: 質問 　たらお　2020/06/29(Mon) 12:53 No.75

実際に私の高校での万有引力の説明は二つの物体間にはたらく万有引力の大きさは、それぞれの質量に比例し、その間の距離の2乗に反比例すると書いてあります。質量の積とかいては間違いなのでこのように記述していると先生はおっしゃったのですが意味がわかりませんでした。