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高校物理の問題
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- Tann3
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No.1＆２です。「補足」に書かれたことについて。 ＞問題文を書きます 各々の金属棒で、磁界中を運動するときに発生する電流、磁界中を電流が流れることによるローレンツ力などを、個別に解けばよいのだと思います。 抵抗値は、電流が発生した時の電位差、その電位差によって発生する電流を求めるために使いますが、エネルギー保存則を用いるわけではないので、ジュール熱は考慮する必要がないのではないかと思います。 なお、書かれた問題文の中には「（二）の運動量保存を使うところ」というのが出て来ません。 2つの金属棒が衝突するような条件であれば、そこで発生する速度変化に運動量保存則を使うのだと思います。 ＞電流が磁界から受ける力が内力にふくまれるのか、金属棒の抵抗によるジュール熱と運動量の関係がよくわかりませんm(__)m 「電流が磁界から受ける力」→個別の金属棒で見れば、当然外力です。 「金属棒の抵抗によるジュール熱と運動量の関係」→全く関係ありません。「運動量」は「運動」についての記述であって、エネルギーの記述ではありませんので。
- Tann3
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No.1です。 肝心な「ご質問」の内容については、写真が小さすぎて、判読できません。 きちんと問題文を書いてください。 No.1は、単に質問文中の「なぜ運動量保存則が成り立つのですか？」だけに対する一般回答です。 あしからず。
- Tann3
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力と加速度の関係が、物体に働く力をF（ニュートン）、物体の質量をｍ（kg）、加速度をa（m/s^2）として F=ma （１） と書けますよね。これは「運動方程式」と呼ばれるものです。 加速度は、「速度（速さ）の時間変化」ですので、時間 ΔT （s）あたりの速度変化 Δｖ（m/s） とすると ａ＝ Δｖ／ΔT （２） です。これを（１）に代入すれば、 F=ma＝ｍ× Δｖ／ΔT よって Ｆ × ΔT ＝ ｍ × Δｖ＝ Δ（mv） （３） これは「力積」と言われるものですね。「力Fが時間ΔTだけ働くと、それによって運動量がΔ（mv）だけ変化する」ということです。 つまり「外から力が働かなければ（F＝０）、（３）から運動量 mv の変化はゼロ、つまり運動量は変化しない（＝保存される）」ということです。 衝突などの「外から力が働かない、閉じた系の内力だけの運動」では、外力Fがゼロなので、その系の中では運動量が保存されるということです。 大学に行って、「微分」が使えると、もう少しきちんと説明できるのですが、定性的には上のようなことです。
補足
電流が流れて消費されるジュール熱はかんがえなくていいのですか？
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