yokkun831 の回答履歴

高校物理の内容について気になったことがあったので質問します。 「温度を一定に保ちながら気体を圧縮したとき、内部エネルギーの変化は０である」と習いました。 しかしボイルの法則によると、温度Tを一定にしたとき体積Vと圧力Pは反比例します。つまり、圧縮すると内部の圧力は増加するということです。 これが矛盾しているように感じます。 圧縮した状態で釣り合って止まっているということは、圧縮しているピストンに対抗した「力」をその気体が出しているということになりませんか？その「力」を出す分だけ内部エネルギーも増加しているのではないでしょうか・・・？ 分かりづらくてすみません＞＜

僕は３Ｄ物理演算のプログラムを作りたいと思っています。 大学生ですが知識は高校物理までしかなく、剛体の角運動量や慣性モーメント等が様々なサイトを見ても自分の疑問と関係するのかどうか、よくわかりません。 ●質問 空間は三次元。２つの球にちっちゃな突起がたくさん付いています。同方向に回転中、それぞれの突起がガチッとギアのようにぶつかった（完全弾性衝突、e=1、熱には少しも変換されない衝突）とします。このときこの回転衝突の前後の角速度の変化はどうなるのか教えてください。 例えば、 球Ａ・・・質量ma、半径ra、角速度θa（ここから見て時計回り） 球Ｂ・・・質量mb、半径rb、角速度θb（ここから見て時計回り） など。 互いに並進速度0、位置は隣り合わせ、触れてないが、ちっちゃな突起同士がぶつかる程度の微妙な距離離れている。 ●質問の経緯 僕は３Ｄ上の球が衝突した時の、並進ではなく回転の処理を、摩擦などを含めてどう処理すればいいかと思って質問しました。高校の知識を使って考えたところ、球の回転に関わる運動量を求め、運動量保存則と反発係数の式を作って解くという方法がいいかなと思いました。しかし運動量全体がゼロになる（？）と気づいて混乱しています。気づく前まではきっと反発係数eを調節すれば摩擦の強い弱いが調節できると思っていました。（e=-1ならツルツルの面、e=1ならギアのようにガチっと受け止める最強の摩擦、e=0ならぶつかるとなぜか回転が止まる不思議なボール）そして偽物（かどうかまだわからないけど）の合計した運動量を使って運動量保存の式を作り、反発係数の式を作っていました。ここで反発係数の式についても疑問がありました。 e = (θ'a - θ'b) / (θa - θb) と角速度だけを使えばいいのか、 e = (ra*θ'a - rb*θ'b) / (ra*θa - rb*θb) と半径を入れて円盤なら円周、球なら回転軸をたてにして、横に切ると一番でかい円になる円周の速度を使うのか、 e = (ra^3*θ'a - rb^3*θ'b) / (ra^3*θa - rb^3*θb) と三次元だから半径を三乗するのか、というところがわからなくてそこで止まっています。 ●自分なりのアプローチ ・運動量の合計を求めるまで 球の回転に関係する運動量の合計を積分で求めたのですが、重大なミスに気が付きました。 運動量をスカラーとして合計してしまって、(4/3) * PI * mass * radius * θとなったのですが、よく考えると運動量はベクトルだったと気づき、しかしベクトルなら回転する球の運動量の合計はゼロになってしまうので、運動量保存則でこの回転衝突問題を解くことはできないのか？と混乱しています。 ●回転衝突が並進にも影響するのかどうか ギアみたいに硬い小さい質量の無い突起がついた円盤二つが回転しながら衝突したとき、並進の衝突処理は、２球の速度のうち、相対位置ベクトルに平行な成分のみに行えばいいと思っています。（高校で平面上での衝突は成分分解をやると習ったので。） 突起がついていることで、回転にも変化が現れると思うのですが、これは完全に並進と分けて考えることができるのでしょうか、それとも突起の衝突が回転だけでなく並進にも影響するのでしょうか。 以上です。宜しくお願いします。m(_ _)m

以下の条件のもとで、(1)、(2)の2式が出てくるのがわかりません。 条件は以下の通りです。 円軌道まわりの相対運動について考えることにします。まず、平均運動nで、一軸を円軌道上に周回する質点方向に固定して、慣性系に対して回転する動座標系を考えます(添付画像参照;円軌道固定座標系)。ここに、μ(重力定数)=G×M_E 、G:万有引力定数、M_E:地球の質量である。 ここで２つどうやって導出するのかわからない式があります。その2つの式は以下の通りです。 (1)n=√(μ/r^3) (2)重力加速度↑g=－(μ/r^3)↑r どうやってこれらの式を求めているのか、途中計算などを交えて教えていただけないでしょうか。よろしくお願いいたします。

２力がつりあっているときは、これら２力は１つの物体に働いているが、作用と反作用はそれぞれ別の物体に働く力である。したがって、作用と反作用がつりあうと考えてはならない。 この説明で、【別の物体に働く力である】、とうい意味がわかりません。 また作用と反作用はつりあってはいけないのでしょうか？？ 物体ってつながって一つの物体だし？？ また、つりあう時、つりあわない時があるってことでしょうか？ 説明全体がよくわかりません。

電気容量Ｃ、極板の大きさl、間隔dのコンデンサーに、厚さ2d/3の導体板をxまで入れたときの容量を求めよ 間隔d、極板の大きさl-xのコンデンサーと、間隔d/3、極板の大きさlのコンデンサーを繋げたものと考え、その2つの容量を足せばよいということで、 C=εS/d(Sは導体板を入れる前のコンデンサーの面積、εは誘電率)として 答えはC2=3xC/lとなっているのですが、 私の計算だと S=dl、S2(間隔d/3、極板の大きさlのコンデンサーの面積)=dx/3だから yS2=Sとすると、y(dx/3)=dl、y=3l/xなので 3lS2/x=S、S2=Sx/3lとなり C2=εS2/(d/3)だから C2=(εSx/3l)/(d/3)=εSx/dl=xC/l となります なにが間違いなのでしょうか

電気容量Ｃ、極板の大きさl、間隔dのコンデンサーに、厚さ2d/3の導体板をxまで入れたときの容量を求めよ 間隔d、極板の大きさl-xのコンデンサーと、間隔d/3、極板の大きさlのコンデンサーを繋げたものと考え、その2つの容量を足せばよいということで、 C=εS/d(Sは導体板を入れる前のコンデンサーの面積、εは誘電率)として 答えはC2=3xC/lとなっているのですが、 私の計算だと S=dl、S2(間隔d/3、極板の大きさlのコンデンサーの面積)=dx/3だから yS2=Sとすると、y(dx/3)=dl、y=3l/xなので 3lS2/x=S、S2=Sx/3lとなり C2=εS2/(d/3)だから C2=(εSx/3l)/(d/3)=εSx/dl=xC/l となります なにが間違いなのでしょうか

【例題】　物体を平面板上にのせて、板を傾けていくと、水平となす傾斜角がθになったとき、 物体はすべりだした。物体と板の間の静止摩擦係数はいくらか。 解答は、μ＝tanθ　です。 問題を解くのは簡単でした。しかしその答えに疑問をもちました。 「静止摩擦係数μの値は、接触面の種類や状態できまり、接触面の大小にはほとんど関係しない。」 との説明が載っています。 摩擦係数が角度だけで決まってしまうのが、疑問です！ 質問→　同じ角度の条件だとして、接触面の種類が違ったら、静止摩擦係数も変わってくるのでは？？ 　　　　　　接触面の種類の要素は、どこで消されてしまったのでしょうか？ 　　　　　　 一応解答の式も載せておきます Wsinθーｆ＝0 N-Wcosθ＝0 ｆ＝μN ゆえに　μ＝ｆ/N＝Wsinθ/Wcosθ＝tanθ

電気容量Ｃ、極板の大きさl、間隔dのコンデンサーに、厚さ2d/3の導体板をxまで入れたときの容量を求めよ 間隔d、極板の大きさl-xのコンデンサーと、間隔d/3、極板の大きさlのコンデンサーを繋げたものと考え、その2つの容量を足せばよいということで、 C=εS/d(Sは導体板を入れる前のコンデンサーの面積、εは誘電率)として 答えはC2=3xC/lとなっているのですが、 私の計算だと S=dl、S2(間隔d/3、極板の大きさlのコンデンサーの面積)=dx/3だから yS2=Sとすると、y(dx/3)=dl、y=3l/xなので 3lS2/x=S、S2=Sx/3lとなり C2=εS2/(d/3)だから C2=(εSx/3l)/(d/3)=εSx/dl=xC/l となります なにが間違いなのでしょうか

こんにちは、なかなかイメージをしにくい問題に当たりまして、是非詳しい方に検証して頂きたくこの質問を投稿しました。私なりの解釈というか理解の仕方をお示ししますが、それが正しいものかどうかとても悩んでおり、どうか宜しくお願い致します。ベクトル表記、相対加速度などテキストで表記し難い点がおおく見辛くなっているかもしれませんが、どうか宜しくお願い致します。見辛すぎる点などがありましたら修正しますゆえ、ご指摘頂ければと思います。 問題の内容は次の通りです。 添付の図をご覧下さい、糸（赤い線）が巻かれた輪があります。糸の左右のある点（C、D）の速度、加速度は与えられています。 問題では、この輪の角速度、角加速度、またB点の速度と加速度を求めよ、となっております。 ところが、まったく手につかず、始めから躓きました。といいますのも、固定点がないためにどれをどう扱ったらよいか悩んでおります。模範解答をみてみますと、 ~Vb = ~Vc = -1.5~j …… (1)　~はベクトルの矢印の代わりに使いました。 ~Va = ~Vd = - 1.8 m ~j ……(2) としています。なるほど、たしかにC点の移動距離、とB点の移動距離は同じにならなければならないので、糸がスリップしないこと前提だと思いますが、(1、２)は成り立つと思います（もし私の理解の仕方が間違っておりましたらご指摘頂ければと思います。）。ただ、G点が固定点でないために、厳密に（？）、というか丁寧に考えてみました。G点からみたC、Bの速度を考えてみました。 ~Vc = ~Vc/g　+ ~Vg ~Vb = ~Vb/g + ~Vg ここで、~Vc/gと~Vb/gを考えます。 G点からみて、C点の移動距離Yc/g（単純に下方への移動）、とB点の移動距離rθ（G点周りの回転距離）は、糸が滑らなければ同じになるはずで、Yc/g = rθ これを、時間で微分すると、Vc/g = rω ~Vb/gはG点からみたBの速度で、B点はG点周りを円運動するため速度はrωつまり、 Vb/g = rω、したがって、Vc/g = rω = Vb/g よって、~Vc = ~Vb いかがでしょうか。この解釈は、式(1)(2)を理解する方法として正しいでしょうか。 さらに模範解答では、次のことを述べております。 加速度について次の関係が成り立つ、 ~Ab_t = ~Ac = -0.45 ~j .... (3)　　Ab_tはB点の加速度の接線成分 ~Aa_t = ~Ad = 0.6 ~j .....(4)　　Aa_tはA点の加速度の接線成分 模範解答にこれ以上特別詳しい説明はありません。 この点が、理解できていないかと心配している点でありまして、アドバイス頂ければと思います。 なぜ、(3)式が成り立つのか、こう考えました。 やはり、Gを視点として考え、GからみたBとCの加速度を考えてみると、 Cが動く距離をYc/gとするとBが輪の上をGと中心として回転する距離に等しいので、 BのG周りの回転角度をθとすると、Yc/g = rθ（rは輪の半径で、0.6 m) 両辺を時間で二回微分して、Ac/g = rα 左辺のAc/gは、「G点からみたC点の加速度」でこれが「G点からみたB点の接線方向の加速度rα = Ab/g_t となると考えています。つまり、 ~ Ac/g = ~Ab/g_t …(6) となると考えています。 また、G点の加速度は不明ですが、それを~Agとすると。 ~Ac = ~Ac/g + ~Ag 　… (7) （シンプルなベクトルの足し算） さらに、 ~Ab = ~Ab/g + ~Ag … (8) （シンプルなベクトルの足し算） ですが、BはG点からみると円運動をしているため、 ~Ab/g = ~Ab/g_t + ~Ab/g_n …(9)　 なお、~Ab/g_tは点GからみたBの接線方向加速度、~Ab/g_nは点GからみたBの 半径方向加速度（向心加速度）を表します。したがって、(8)式は、次のようになる。 ~Ab = ~Ab/g_t + ~Ab/g_n + ~Ag (6)式より、 ~Ab = ~Ac/g + ~Ab/g_n + ~Ag = ~Ac +~Ab/g_n (7)式より ~Ab/g_nは半径方向の加速度であるため、Bの加速度~Abの接線方向成分Ab_tは 確かに~Acだけである。以上より、(3)が証明された。 いかがでしょうか。もっとシンプルな証明の仕方があるのかもしれないのですが、私の理解ではこのようになりました。どうか検証頂き、修正すべき点など色々とご指摘頂けるととても幸いです。どうぞ宜しくお願い致します。

この問題の解き方を教えて下さい。よろしくお願いします。 下図で、流量Q=0.1m^3/s、速度v=10m/sの噴流が曲面状の板にそって流入し、 θ＝60°で流出する。　板がｘ軸正方向に8m/sで運動する時、噴流が板に作用する力 のX、Y成分および動力を求めよ。（損失は無視する） 流体の密度ρ=10^3とする 答え・・・F x = 20N、F y = 34.6N 動力L = 166W <解いたやり方> X成分：Fx = ρ* Q * (10 - 8) * (1 - cos60)　= 100N Y成分：Fy= 0 - ρ* Q * (10 - 8) * (1 - sin60) = -26N 動力の求め方も分かりません

場合も正で、凹レンズの倍率は虚像の場合は負で、実像の場合は正になるのですよね？ お願いします_(._.)_ .

物理の質問です。 ヨーヨーの落下なんですけど、 円柱に糸が巻き付けられています。 糸が天井に吊るされており、 糸の右側に円柱がある状態で、 円柱を落とします。 円柱と糸は滑らないとし、円柱の重さをm 円柱の半径はaとすらる。 運動方程式は Iω´= aT mα =mg - T でいいのでしょうか？ 【質問】 ωは右回転なので負？かなと思うのですが、 右回転する角速度をωとおくと、 ωは正となりますよね？ でもモーメントは右回転だから負になるのかわかりません。 (1)Iω´=aT【角速度右回転を正とし、つられてモーメントも右回転正】 (2)I（-ω´）=aT【角速度は負だから－つけて、モーメントはモーメント】 (3)I（-ω´）= -aT【角速度、モーメント共に右回転だから両方負】 どれがただしいのでしょうか？ 問題には右回転の矢印の横にωとかかれていました ので、右回転角速度はω（正）の値とする という宣言なのでしょうか？ すると、モーメントも正でいいのでしょうか？ 分かりやすくおしえてください。 よろしくおねがいします。

符号がプラスになったりマイナスになったりでよくわからなくなってしまいます。 ΔU＝Q+Wとする時、Wはされた仕事の時が+になるんですよね？ 定圧変化の場合は-pΔVと書いてあるんですが、膨張の時は気体がするわけで符号は－ということでしょうか? 自分で書いててよくわからなくなってきました（汗）

力学の剛体振り子についてしつもんです。 画像にもあるように２重の剛体振り子についての質問です。 天井に自由に回転できるAによって固定されています。 一つ目の剛体は一様な棒です。 一様な棒は質量m長さaです。 二つ目の剛体は円板です。 半径R、質量Mとなっています。 円板は棒の端にある自由に回転できるジョイントにつけられています。 A点の鉛直下向きの線からの振り子の棒までの角度をθ、 棒と円板をくっつける自由ジョイントBから鉛直下向きに線をおろし、 円板の直径とのなす角度をφとしています。 振り子のふりはじめはθ＝θo φ＝φo をふりはじめの角度としています。 棒のA点まわりの慣性モーメントをIoa 円板のB点まわりの慣性モーメントを　Ic として、 運動エネルギー、位置エネルギーを求めたいとおもっています。 運動方程式算出を、θ、φ、θ'、φ'、θ''、φ''を用いてとく。 ↓問題点は自分の問題点です・・・・ ２つ解き方があると考えています (1)剛体の運動エネルギーは、重心の運動エネルギー＋重心を回転中心とした回転の運動エネルギー より求める方法です。 問題点：しかし、円板の回転による運動エネルギーは、どの角度をつかって(1/2)I ?^2 ?の角度がわかりません。 (2)棒、円板ともに座標を置いて微分、(1/2)mv^2にする方法 問題点：慣性モーメントをもとめているのに使わない・・・・・・ よろしければ導出も含め、おしえていただけると運動エネルギー、位置エネルギー 運動方程式をおしえていただけるとありがたいです。 よろしくおねがいします。

xy平面上に半径aの薄い円盤がある。この円盤の面密度をσとする。ｚ軸上の点P(0,0,ｚ)(z>0)に質量ｍの質点がある。 (a)この質点が円盤から受ける万有引力↑Fは、ｚ成分しかもたないことを説明し、↑F=Fz↑ezとするとき、Fzを円盤の質量Mを用いて表せ。 (b)点Pの質点が受ける万有引力のポテンシャルU(↑r)をMを用いて表せ。 (ｃ)Ｕ(↑ｒ)から、↑Ｆの向きと大きさを求めよ。 回答は添付画像の通りとなっていました。 この回答でわからなかった点があるので教えてください。 質問(1) 回答が式だけで何をやっているのかよくわかりません。(a),(b),(c)ではそれぞれどのようなことを行っているのでしょうか？解説をお願いします。 質問(2) 文字ξ、やΦ’などの文字は何を表しているのでしょうか？ 質問が多いですが、ご回答いただけると助かります。 教えてください。

力学の剛体振り子についてしつもんです。 画像にもあるように２重の剛体振り子についての質問です。 天井に自由に回転できるAによって固定されています。 一つ目の剛体は一様な棒です。 一様な棒は質量m長さaです。 二つ目の剛体は円板です。 半径R、質量Mとなっています。 円板は棒の端にある自由に回転できるジョイントにつけられています。 A点の鉛直下向きの線からの振り子の棒までの角度をθ、 棒と円板をくっつける自由ジョイントBから鉛直下向きに線をおろし、 円板の直径とのなす角度をφとしています。 振り子のふりはじめはθ＝θo φ＝φo をふりはじめの角度としています。 棒のA点まわりの慣性モーメントをIoa 円板のB点まわりの慣性モーメントを　Ic として、 運動エネルギー、位置エネルギーを求めたいとおもっています。 運動方程式算出を、θ、φ、θ'、φ'、θ''、φ''を用いてとく。 ↓問題点は自分の問題点です・・・・ ２つ解き方があると考えています (1)剛体の運動エネルギーは、重心の運動エネルギー＋重心を回転中心とした回転の運動エネルギー より求める方法です。 問題点：しかし、円板の回転による運動エネルギーは、どの角度をつかって(1/2)I ?^2 ?の角度がわかりません。 (2)棒、円板ともに座標を置いて微分、(1/2)mv^2にする方法 問題点：慣性モーメントをもとめているのに使わない・・・・・・ よろしければ導出も含め、おしえていただけると運動エネルギー、位置エネルギー 運動方程式をおしえていただけるとありがたいです。 よろしくおねがいします。

1molの理想気体が図のようにA(P1,V1,T1) B(P2,V2,T1) C(P3,V2,T2)をA-B-C-Aの順に一周しる循環過程での問題です 過程(1)　A-Bは等温変化、 過程(2)　B-Cは定積変化, 過程(3)　C-Aは断熱変化とする。 このときの定積モル比熱をCv,定圧モル比熱をCp、比熱比をγとおいたとき (i)C-Aの断熱過程で最初のAの状態に戻ることが可能となるために取らなくてはならないC点での圧力P3が満たすべき条件 (ii)A-B-C-Aの１サイクルでの吸収される熱量 を求める問題です。 (i)はPV^γが一定という条件くらいしか私は浮かばないのですがあっているのでしょうか？ (ii)はΔU=Q＋W(される仕事)なので 過程(1)は等温変化でΔU=0 Q(1)＝P2V2-P1V1 過程(2)は Q(2)=1*Cp*(T2-T1) 過程(3)は断熱だから Q(3)＝０ を足せばよろしいのでしょうか？ 教えてください よろしくお願いします。

1molの理想気体が図のようにA(P1,V1,T1) B(P2,V2,T1) C(P3,V2,T2)をA-B-C-Aの順に一周しる循環過程での問題です 過程(1)　A-Bは等温変化、 過程(2)　B-Cは定積変化, 過程(3)　C-Aは断熱変化とする。 このときの定積モル比熱をCv,定圧モル比熱をCp、比熱比をγとおいたとき (i)C-Aの断熱過程で最初のAの状態に戻ることが可能となるために取らなくてはならないC点での圧力P3が満たすべき条件 (ii)A-B-C-Aの１サイクルでの吸収される熱量 を求める問題です。 (i)はPV^γが一定という条件くらいしか私は浮かばないのですがあっているのでしょうか？ (ii)はΔU=Q＋W(される仕事)なので 過程(1)は等温変化でΔU=0 Q(1)＝P2V2-P1V1 過程(2)は Q(2)=1*Cp*(T2-T1) 過程(3)は断熱だから Q(3)＝０ を足せばよろしいのでしょうか？ 教えてください よろしくお願いします。

1molの理想気体が図のようにA(P1,V1,T1) B(P2,V2,T1) C(P3,V2,T2)をA-B-C-Aの順に一周しる循環過程での問題です 過程(1)　A-Bは等温変化、 過程(2)　B-Cは定積変化, 過程(3)　C-Aは断熱変化とする。 このときの定積モル比熱をCv,定圧モル比熱をCp、比熱比をγとおいたとき (i)C-Aの断熱過程で最初のAの状態に戻ることが可能となるために取らなくてはならないC点での圧力P3が満たすべき条件 (ii)A-B-C-Aの１サイクルでの吸収される熱量 を求める問題です。 (i)はPV^γが一定という条件くらいしか私は浮かばないのですがあっているのでしょうか？ (ii)はΔU=Q＋W(される仕事)なので 過程(1)は等温変化でΔU=0 Q(1)＝P2V2-P1V1 過程(2)は Q(2)=1*Cp*(T2-T1) 過程(3)は断熱だから Q(3)＝０ を足せばよろしいのでしょうか？ 教えてください よろしくお願いします。

1molの理想気体が図のようにA(P1,V1,T1) B(P2,V2,T1) C(P3,V2,T2)をA-B-C-Aの順に一周しる循環過程での問題です 過程(1)　A-Bは等温変化、 過程(2)　B-Cは定積変化, 過程(3)　C-Aは断熱変化とする。 このときの定積モル比熱をCv,定圧モル比熱をCp、比熱比をγとおいたとき (i)C-Aの断熱過程で最初のAの状態に戻ることが可能となるために取らなくてはならないC点での圧力P3が満たすべき条件 (ii)A-B-C-Aの１サイクルでの吸収される熱量 を求める問題です。 (i)はPV^γが一定という条件くらいしか私は浮かばないのですがあっているのでしょうか？ (ii)はΔU=Q＋W(される仕事)なので 過程(1)は等温変化でΔU=0 Q(1)＝P2V2-P1V1 過程(2)は Q(2)=1*Cp*(T2-T1) 過程(3)は断熱だから Q(3)＝０ を足せばよろしいのでしょうか？ 教えてください よろしくお願いします。