カテゴリ:物理(高校)( 16 )
力学⑤(仕事とエネルギー[中編])【物理(高校)】
 「仕事」に引き続き「運動エネルギー」という量の解説をします。
 タイトルの意味は次回解って頂けると思います。

 全ての運動している物体(動いている物体)はエネルギーを持っています。
 運動している物体が持っているエネルギーを運動エネルギーと呼び、
 運動エネルギーは物体の質量と速さの二乗に比例します。
 これだけだと説明が不十分なので具体例を考えましょう。
 
 例えば、A君が100gのボールを10km/hで投げたとします。
 また、B君は100gのボールを20km/hで投げたとします。
 この場合、B君のボールの方がA君のボールの4倍のエネルギーを持っています。

 次に、A君が100gのボールを10km/hで投げたとします。
 また、B君が200gのボールを10km/hで投げたとします。
 この場合、B君のボールの方がA君のボールの2倍のエネルギーを持っています。

 天下り的になってしまいましたが、運動エネルギーの性質は以上です。
 次回は仕事とエネルギーの互換性について解説します!
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by dyjobyate | 2009-01-08 23:45 | 物理(高校)
力学④(仕事とエネルギー[前編])【物理(高校)】
 力学で重要な役割を担う「仕事」という量があります。
 日常生活で使われている「仕事」とどのような違いがあるのでしょうか。
 
 例えば、A君が100kgのおもりを押すという作業を行なっているとしましょう。
 彼はそのおもりを休むことなく必死に押し続けました。 
 しかし、何時間押してもおもりは全く動きませんでした。

 …この場合、物理の世界だとA君のした仕事はゼロです!
 仕事は 【仕事】=【力の大きさ】×【移動距離】 というように定義されているので、
 どんなに頑張っても【移動距離】=0では話になりません。
 そのような意味では物理の世界は非情と言えるでしょう。

 「仕事」という概念を導入することで世の中の物理法則が上手く説明できます。
 物理では因果関係が大切です。数学との大きな違いなのではないでしょうか。
 次回は運動エネルギーについて解説します!
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by dyjobyate | 2009-01-07 23:51 | 物理(高校)
力学③(速さと速度)【物理(高校)】
 ちょっと数学の話になりますが…
 スカラーとは向きを持たずに大きさを持ち(質量、速さなど)
 ベクトルとは向きも大きさも持つ量です。(重さ、速度、力など)
 と、言われてもピンとこないと思うので、具体的に説明します。

 時速100kmで走行している車Aと、
 その車とは逆向きに時速100kmで走行している車Bを考えます。
 2つの車は共に100kmで走行してはいますが、進んでいる方向は逆ですよね。
 進んでいる向きを示す量が速度(ベクトル量)なのです。
 
 この場合、速さ(スカラー量)はA,B共に100km/時となりますが、
 速度(ベクトル量)はA(B)は+100km/時、B(A)は-100km/時になります。
 別にどちらがAでもBでも構いません。これは問題によって決まります。

 物理では符号に大きな意味が込められています。
 プラスとマイナスに敏感になると違った世界が見えるかもしれません。
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by dyjobyate | 2009-01-06 07:26 | 物理(高校)
力学②(質量と重さ)【物理(高校)】
 例えばA君の体重が60kgだとします。
 彼が月に行くと体重は10kgになります。
 宇宙空間に行くと体重は0kgになります。

 しかし、宇宙空間に行こうが月に行こうが、彼には何も変化はないのです。
 なぜ体重が変わるのでしょうか。

 まず「重さ」と「質量」の違いを明確にしておきましょう。
 重さは彼がいる場所によって変わります。その場所の重力加速度(g)で決まります。
 地球にいるのと月にいるのとでは、重さは変わります。(これが体重!)
 質量は彼がいる場所によらず一定です。重力が変わっても彼の性質は変わりません。
 地球にいようが月にいようが、質量は変わりません。(彼固有の性質です)

 つまり、月や宇宙空間で体重が変わるというのは「重さ」の定義からくるものです。
 「重さ」と「質量」の定義をしっかりと理解しておけば、
 月に行ったら体重が1/6になるが、質量は変わらない!という意味が解るでしょう。
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by dyjobyate | 2009-01-05 10:29 | 物理(高校)
高校物理で学ぶ内容【物理(高校)】
 高校物理は大きく分けて5つの分野に分類できます。

●力学
 ニュートンという物理学者が『運動方程式』と呼ばれる方程式を考えました。
 この方程式を使うことで物体の未来の運動が予測できるのです。
 このブログでは運動方程式の理解を第一目標として進めていきます。

●熱力学
 これは熱学と力学が融合されたものと考えて下さい。
 熱学の内容に触れたあとで熱力学の内容を扱っていきます。
 温度とは何か?熱をどのように測るのか?という疑問から話を広げていきます。
 
●波動学
 波という言葉を聞いて連想することは色々とあるでしょう。
 通り過ぎていく救急車のサイレン音が変化する「ドップラー効果」の説明を行います。
 
●電磁気学
 力学との接点を明確に解説を進めていきます。
 特に「電磁誘導」について詳しく解説をしようと思います。
 
●原子物理学
 これまでの4つと大きく違う点は、この分野は比較的新しいものであることです。
 上で挙げた4つは古典物理学として扱われていて、17~18世紀に発展しました。
 原子物理学は20世紀最大の成果と呼ばれる「量子力学」につながっています。
 高校物理(=古典物理学)と大学物理(現代物理学)をつなぐ内容です。

 以上、高校物理は5つの分野で構成されています。
 次回からは「力学」の内容に入ります!
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by dyjobyate | 2009-01-03 01:47 | 物理(高校)
このカテゴリの目標【物理(高校)】
 物理を苦手とする高校生は多くいます。なぜなら物理を理解する事が難しくさらに問題が簡単に解けないからです。僕も物理が大嫌いだったので、物理嫌いの高校生の気持ちがよくわかります。
 
 しかし、受験で物理を選択する(選択しなくてはならない)高校生は多くいるのが現実です。物理学科を志望しなくても、受験科目に物理が入るケースは多くあります。このカテゴリ【物理(高校)】では、大学受験で物理を使う高校生、文系の大学生・社会人の方々、そして物理に苦しんでいた頃の自分自身へ向けて高校物理を解説します。数式は一切使わないので、気楽に読んで頂ければと思います。

 次回は「高校物理で学ぶ内容」についてお話していきます!
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by dyjobyate | 2009-01-02 12:25 | 物理(高校)