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リュケイオン 「高校物理質問掲示板」



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★ (No Subject) / ゆう [高３生]
おはようございます。力学でくさび形を使った問題を解きたいんですが、誰か知りませんか？またよかったら問題をつくってほしいんですが？
No.739 - 2007/08/08(Wed) 06:38:04
☆ Re: (No Subject) / 新矢 ♂ [近畿] [塾講師]
はじめまして。
「書き込まれる方へのお願い」にありますように，このサイトでは，物理初学者の皆さんに「エッセンス」または「らくらくマスター」および「新体系物理」を用いた自学自習を薦めており，この掲示板では，運営上の理由により，この３冊に関する質問しか受け付けておりせん。ご了承ください。
No.740 - 2007/08/08(Wed) 23:13:32
★ (No Subject) / 剛 [高３生]
こんばんは。電気分野のエッセンスのｐ２６について質問させてください。Ｖ＝Ｑ／Ｃと比較すると書いてありますが、ということはＱは全体を１つのコンデンサーとみるときとみないときどちらも同じ値を示しているということでしょうか？よろしくお願いします。
No.718 - 2007/07/24(Tue) 01:39:24
☆ Re: (No Subject) / kinopy [近畿] [塾講師]
こんばんは。

＞同じ値を示しているということでしょうか？
「値」とは何の値のことでしょうか？

Qということなら，25ページの図の通りそうです。

ほとんどエッセンスの繰り返しですが，
　Q=CV_1，Q=CV_2…(1)
　Q=CV …(2)
　V=V_1+V_2　…(3)

(1)(2)を(3)に代入して　Q/C=Q/V_1+Q/V_2
としています。
No.719 - 2007/07/24(Tue) 03:33:17
☆ Re: (No Subject) / 剛 [高３生]
全体を一つとみたコンデンサーの電気量の値です。１／Ｃ＝１／Ｃ１＋１／Ｃ２はどうして成り立つのでしょうか？
No.720 - 2007/07/24(Tue) 12:02:00
☆ Re: (No Subject) / kinopy [近畿] [塾講師]
こんばんは。

合成容量とは，P25の一番下の図において，極板Ａと極板Ｄで作ったコンデンサーの電気容量です。
真ん中のB,C極板の電荷の合計は0ですからこのように考えることができます。

Ａにたまっている電荷は+Q，Dは-Qですね。

ＵＰした画像でいかがでしょう？
No.721 - 2007/07/25(Wed) 00:13:00
☆ Re: (No Subject) / 剛 [高３生]
分かりました。画像もみせていただいて理解しやすかったです。ありがとうございます。
No.722 - 2007/07/25(Wed) 01:34:25
☆ Re: (No Subject) / 剛 [高３生]
すみません。分かったように思ったのですがエッセンスをもう一度見てみたらまた分からなくなったので教えていただきたいのですが、どうしてＢ，Ｃ極板の電荷の合計が０だとそう考えることが出来るのでしょうか？
No.725 - 2007/07/29(Sun) 22:49:56
☆ Re: (No Subject) / kinopy [近畿] [塾講師]
こんばんは。

22ページの「電気量の保存」の項を見てください。
Ｂ，Ｃは最初の電荷の合計が0ですから，たとえばBから+Qの電荷がCに移動すれば，Bは-Q，Cは+Qになりますね。

ここは大事なところですから読み落としてはダメですよ〜
No.726 - 2007/07/30(Mon) 02:39:57
☆ Re: (No Subject) / 剛 [高３生]
電気量の保存を見直しました。でも、どうしてＡ、Ｄだけのコンデンサーと考えてもいいのかはいまいち分かりません。どうしてなんでしょうか？
No.727 - 2007/07/31(Tue) 02:22:16
☆ Re: (No Subject) / kinopy [近畿] [塾講師]
こんばんは。

簡単にいうと，電荷を蓄えるのがコンデンサーですね。
この場合，Ａに+Q，Ｄに-Q蓄えられており，ＢとＣの電荷の合計は0です。

ですから，私の7/25(Wed) のレスにある写真のようにＡ，Ｄを極板とするコンデンサーと考えられます。
なお，BとCの電荷の合計が0でない場合は，このように考えることはできません。
No.728 - 2007/07/31(Tue) 22:43:21
☆ Re: (No Subject) / 剛 [高３生]
わかりました。ありがとうございます。
No.730 - 2007/08/02(Thu) 02:49:22
☆ Re: (No Subject) / 剛 [高３生]
「ＢとＣの電荷の合計が０なら」の理由はなんでしょうか？暗記しておこうと思ったのですがよければ理由も教えてください。
No.731 - 2007/08/02(Thu) 04:19:04
☆ Re: (No Subject) / kinopy [近畿] [塾講師]
こんにちは。

もしB,Cの電荷の合計が0でないなら，Aの電荷とDの電荷の絶対値が等しくない場合があるので，25ページのように単純に考えることができません。
No.732 - 2007/08/02(Thu) 11:12:14
☆ Re: (No Subject) / 剛 [高３生]
すみません。僕はすっごく電気の分野が苦手なのでいまいち分かりません。次のもんだいにいこうと１９の問題をみたら並列がかんけいしていたのでｐ２４にもどってみました。ｐ２５の解で合わせてＱ1＋0だからＱ1+0=C1V`+C2V`とありますがそれもわからずしかたなく１９をとばしていくと導線部をゴムのようにのばすとか書いてあって適当でいいのかと思っていたらＥＸ１で直列とみてはだめとかいてあってわけがわからず困っています。エッセンスでこんなにわからなくなるのはぼくぐらいでしょうか？
No.736 - 2007/08/05(Sun) 16:09:32
☆ Re: (No Subject) / kinopy [近畿] [塾講師]
こんにちは。

１スレッド，１質問の原則ですが今回は問題の質問ではないようなので，このまま回答します。

今回の剛さんの書き込みを見て「やはりそういうことか・・・」と思いました。
まず，exの話と19の問題は全く別の事柄です。
問題文が読み取れていないようです。

さらに，本来ならば理解しているはずの24ページの内容を誤って使ってしまうことも問題です。
もちろん，「全ての内容を理解して次に進まねばならない」とは言いません。
しかし，剛さんのように曖昧な所の方が多い状態で先に進むのは問題があります。

質問を受けた時はあえて指摘しませんでしたが，私とのやり取りの中で「電荷保存」に関しては，7/6の質問で新矢先生からかなり丁寧な指導を受けておられます。にも関わらず，それが今回わからなかったわけですから，他にもそういう箇所は多いのでしょう。

このＨＰでは物理の先取り学習を薦めていますが，特に物理の場合，本で勉強するのに向いている人と，本だけではどうしても無理な人がいることは承知しています。

剛さんは高校３年生ですから物理で受験を考えておられるのだと思います。
であれば，このままでは受験科目の域まで完成させるのは至難の業です。
理科の受験科目を再考するか，このまま物理を受験科目で使うつもりなら，一から指導してくれる塾に通うなど学習環境を変えることを薦めます。
No.737 - 2007/08/05(Sun) 18:36:12
☆ Re: (No Subject) / 剛 [高３生]
わかりました。アドバイスありがとうございます。
No.738 - 2007/08/05(Sun) 23:57:59
★ (No Subject) / タツヤ [東海] [高３生]
物理のエッセンスの波動の問題２２なんですけど、問題にははじめＬ＝１５ｃｍで共鳴して次にＬ＝２０ｃｍで共鳴したとあるんですが、はじめ１５ｃｍのとき定常波がなぜ基本振動にならないのかの理由がわかりません。あとこの問題の最初の問題の定常波の図は開管の２倍振動の図で考えていいのでしょうか？
No.729 - 2007/08/01(Wed) 10:25:14
☆ Re: (No Subject) / kinopy [近畿] [塾講師]
こんにちは。

＞はじめ１５ｃｍのとき定常波がなぜ基本振動にならないのかの理由がわかりません。
問題文に「15ｃｍのときに初めて共鳴した」のような文言があれば基本振動ですが，この場合はそのような言葉がありません。
したがって，この時点では15cmのとき何倍振動かは未定です。

＞あとこの問題の最初の問題の定常波の図は開管の２倍振動の図で考えていいのでしょうか？
波長がわかった後なら定常波の様子は書けますね。
解答にあるように，3倍振動です。
No.733 - 2007/08/02(Thu) 11:19:25
☆ Re: (No Subject) / タツヤ [東海] [高３生]
この問題の前のEXでもはじめ９．５センチのところで共鳴したとあって、この問題ではなぜ定常波の図が決まるんでしょうか？２２の問題でもはじめ１５センチと書いてあるので決め付けてはいけないのでしょうか？
No.734 - 2007/08/02(Thu) 12:37:02
☆ Re: (No Subject) / kinopy [近畿] [塾講師]
Exとは話が違います。

Exは「ピストンを引いていくと，はじめ（これは初めての意味です）9.5cmで共鳴」
ですから，9.5cmのところで基本振動とわかります。

22は，「はじめ15cmで共鳴していた」ですから，この時点で何倍振動かはわかりません。
しかし，「次に20cmで共鳴」ということから波長がわかります。
波長がわかれば，図は決まりますね。
No.735 - 2007/08/02(Thu) 14:42:57
★ (No Subject) / 義文 ♂ [関東] [高２生]
こんばんは。学校で物理の実験のレポートを作成していたところ分からなかったことがあるので質問させて頂きます。
スタンドに振り子をつけて、振り子の最下点の場所にカミソリの刃を付け、様々な高さから振り子を運動をさせて、カミソリの刃によって切れた振り子のおもりが水平投射運動をすることによって到達した距離を測り、力学的エネルギー保存の法則を確かめるという実験を行いました。
ここで、私の実験値はすべて理論値を上回り、尚且つ振り子を運動させる高さが低いとき程、相対誤差も大きいといった結果になりました。
普通、摩擦や空気抵抗などで力学的エネルギーが減少して理論値より実験地の方が小さくなるような気がするのですが、人的な外力が加わったとしても不自然なくらいの誤差(相対誤差は+3％〜+40％程)です。これは何か他に原因があるのでしょうか？
よろしくお願いします
No.723 - 2007/07/27(Fri) 23:54:21
☆ Re: (No Subject) / 新矢 ♂ [近畿] [塾講師]
はじめまして。
「書き込まれる方へのお願い」にありますように，このサイトでは，物理初学者の皆さんに「エッセンス」または「らくらくマスター」および「新体系物理」を用いた自学自習を薦めており，この掲示板では，運営上の理由により，この３冊に関する質問しか受け付けておりせん。ご了承ください。
No.724 - 2007/07/28(Sat) 00:29:45
★ (No Subject) / 剛 [高３生]
こんばんは。電磁気エッセンスで質問させてください。ｐ２５の問題１８の図ｂの全電気量はQを使ってどうあらわしたらいいのでしょうか？どうして図aのようにしてはいけないのでしょうか？
No.681 - 2007/07/06(Fri) 01:14:04
☆ Re: (No Subject) / 新矢 ♂ [近畿] [塾講師]
剛さん，こんばんわ。

質問の意図がよくわかりませんので，いくつか確認させてください。

まず，この問題のそもそもの問「何Vになるか？」は図a,図b それぞれＯＫなのでしょうか？


>Qを使ってどうあらわしたらいいのでしょうか
ということですが，Q とは何のことですか？　どの段階（スイッチを繋ぐ前後）でどのコンデンサが蓄えている電気量のことでしょうか？

===================
書き込まれる方へのお願いにありますように，1度に複数の質問はご遠慮いただいてますので，もう一つの質問は削除させていただきました。
No.683 - 2007/07/06(Fri) 02:51:30
☆ Re: (No Subject) / 剛 [高３生]
返信が遅れてしまってすみません。図ｂだけ分かりません。それと電気量は図ｂのスイッチを繋いでからです。
No.686 - 2007/07/08(Sun) 05:11:45
☆ Re: (No Subject) / 新矢 ♂ [近畿] [塾講師]
こんばんわ。

物理は公式だけ覚えても点が取れるような科目ではありません。
私はコンデンサの合成容量の公式なんて使ったことがありません。
もちろん公式を覚えることも大切ですが，現象をイメージすることも大切です。

この問題を離れて電気の基本を確認させてください。

同じ材質で同じ大きさの金属A,Bがあり，Aには+4[C]，Bには -2[C] の電気が帯電しているとします。絶縁体の手袋をはめ，一瞬だけそれらをくっつけてすぐに離します。
それぞれ何[C]の電気が帯電しているでしょうか？　+,- の符号をつけてお答えください。

===================
書き込まれる方へのお願いにありますように，1度に複数の質問はご遠慮いただいてますので，もう一つの質問は削除させていただきました。
No.691 - 2007/07/09(Mon) 02:20:36
☆ Re: (No Subject) / 剛 [高３生]
Aに＋３Bにー３でしょうか？理由はわかりません。
No.692 - 2007/07/09(Mon) 12:21:55
☆ Re: (No Subject) / 新矢 ♂ [近畿] [塾講師]
こんばんわ。

＞Aに＋３Bにー３

違います。

では，もう少し問題を簡単にします。
接触させる前にそれぞれ次のように帯電していたならば，接触させた後はそれぞれ何[c]になるでしょうか？
(1)Aに+2[C]，Bに-2[C]
(2)Aに+4[C]，Bに+2[C]
No.694 - 2007/07/09(Mon) 23:43:24
☆ Re: (No Subject) / 剛 [高３生]
すみません。分かりません。
No.695 - 2007/07/10(Tue) 02:21:30
☆ Re: (No Subject) / 新矢 ♂ [近畿] [塾講師]
こんばんわ。

そうですか。わかりませんか。
剛さんには責任はありませんが，ゆとり教育はここまでになってしまったかというのが率直な感想です。
私がお聞きした問題は，旧課程では小学校内容であり，物理以前の常識に関する質問だったのです。現に高校を卒業して20年以上経つ私の妻にも答えられました。
物理以前ですから，エッセンスにもこの種の常識は一切記述されていませんので，解答を読んで理解できないのも仕方ありません。


さてどこまで戻りましょうか。
全ての物質は原子からできており，原子は正の電気を帯びている原子核と負の電気を帯びている電子から成っています。
また，金属には自由電子というものがあり，電気現象において重要な役割を担っています。

幸い現行課程には物理Ｉにこの内容が記述されています。
物理I の第１章の「私達の暮らしと電気」の『静電気』に書かれていますので，読み直してください。
その上で，もう一度 A+2[C]とB-2[C] をくっつけて離したらどうなるかを考えてみてください。
No.697 - 2007/07/11(Wed) 02:08:43
☆ Re: (No Subject) / 剛 [高３生]
AもBも０Cでしょうか
No.698 - 2007/07/13(Fri) 01:47:23
☆ Re: (No Subject) / 新矢 ♂ [近畿] [塾講師]
そうですよ。

では，(2)Aに+4[C]，Bに+2[C]　はどうなるでしょう？
No.699 - 2007/07/13(Fri) 05:26:17
☆ Re: (No Subject) / 剛 [高３生]
AとBは＋３と＋３でしょうか
No.700 - 2007/07/14(Sat) 01:49:30
☆ Re: (No Subject) / 新矢 ♂ [近畿] [塾講師]
こんばんわ。その通りです！
なんとなくでも理解できてきたみたいですね。

では，Aには+4[C]，Bには -2[C] では，どうなると思います？
No.701 - 2007/07/14(Sat) 02:41:10
☆ Re: (No Subject) / 剛 [高３生]
AもBも＋１と＋１でしょうか
No.702 - 2007/07/14(Sat) 02:46:17
☆ Re: (No Subject) / 新矢 ♂ [近畿] [塾講師]
そうですよ！
では，本題に戻りましょう。

スイッチを入れる前，コンデンサC1には　200[μC]，コンデンサC2には 400[μC]の電気が蓄えられています。
図B でそれぞれ上側の極板に蓄えられている電気量は，

C1の上側の極板には　+200[μC]，C2の上側の極板には -400[μC]ですから，スイッチを繋ぐと，電気量の和は　200+(-400)=-200[C] になることはもうおわかりかと思います。

それぞれのコンデンサの下側の極板で同じように考えると，C1の下側の極板には　-200[μC]，C2の下側の極板には +400[μC]ですから，
スイッチを繋ぐと，電気量の和は　-200+400=+200[C] になりますね。

改めて解答を読んでみてください。
No.703 - 2007/07/14(Sat) 20:24:31
☆ Re: (No Subject) / 剛 [高３生]
返信が遅れてすみません。あの、この問題でＱ＝ＣＶをつかいますがＱは２まいの上側極板を一枚と考えて解いていくということでしょうか
No.714 - 2007/07/19(Thu) 01:54:43
☆ Re: (No Subject) / 新矢 ♂ [近畿] [塾講師]
こんばんわ。お久しぶりです。

解答の解き方はそうですね。
２つのコンデンサを一つとみて，合成容量C'=C1+C2=10+40=50[μF] のコンデンサに,
200[μC]が蓄えられているので，Q=CV の公式より，
V=200/50=4[V] と求めています。
No.715 - 2007/07/20(Fri) 00:52:06
☆ Re: (No Subject) / 剛 [高３生]
わかりました。ありがとうございました。
No.716 - 2007/07/20(Fri) 19:39:09
★ エッセンス電磁気 / トロッコ ♂ [近畿] [高３生]
おはようございます。
物理のエッセンス、電磁気の第６問について質問させてください。

xy平面上,原点(0,0)に+2Q,点(a,0)に-Qがある。
電界が0となる点の座標を求めよ。

という問題なのですが、解説にあるように前もって位置などを
試したりせずにいきなり
2kQ/(x^2+y^2)=kQ/{(x-a)^2+y^2}
というふうに立式してしまったのですが、
どこで間違っているのか教えてください。
また、この式は何を表わしているものなのでしょうか・・・
よろしくお願いします。
No.709 - 2007/07/16(Mon) 07:50:41
☆ Re: エッセンス電磁気 / kinopy [近畿] [塾講師]
トロッコさん，こんばんは。

＞2kQ/(x^2+y^2)=kQ/{(x-a)^2+y^2}
＞というふうに立式してしまったのですが、
＞どこで間違っているのか教えてください。
＞また、この式は何を表わしているものなのでしょうか・・・

まず，確認させてください。
今，電界を考えたいのですが，電界とは+1(C)の電荷が受ける力（の大きさと向き）
です。電界はベクトルなんですね。

ある点Pの電界を考える場合は，その点に+1(C)の電荷をおいて，
・その電荷が受ける力の大きさが電界の大きさ
・その電荷が受ける力の向きが電界の向き
です。

ここまで，ＯＫですか？

では，トロッコさんのたてた式ですが・・・
左辺は原点にある点電荷から，+1(C)が受ける力の大きさです。
右辺は(a,0)にある点電荷から，+1(C)が受ける力の大きさです。

この式ではこれらが等しいような点(x,y)の条件。しか出てこないのです。
さらに，これらが等しくても力はベクトルですから，合力（電界）は0になりません。


力学で合力が0になる条件を考える際には，まずは「力の図示」から始めたと思います。
電磁気でも同じですよ^^
No.711 - 2007/07/17(Tue) 00:20:27
☆ Re: エッセンス電磁気 / トロッコ ♂ [近畿] [高３生]
kinopyさんこんばんは。
わかりました。
電界がベクトルで、電位はスカラーなので
どうも頭の中でごちゃごちゃになってしまってたみたいです。
これでなんとかすっきりしました。
ありがとうございました。
No.712 - 2007/07/17(Tue) 00:54:26
★ エッセンス波動 / かめきち ♂ [近畿] [その他]
こんばんは。さっそくですが、お願いします。
エッセンス波動のp100の３（２）について質問です。
解説によると、「ｙ＝０の点が媒質の速さが最大となっている点」とあるのですが、なぜそう言えるのでしょうか。解き方としては、このグラフを少しずらせばいいんだろうとは分かり、テストなどでも求められている答えは出せますが、（こういう時はこうするというように覚えているので。）なぜ、そこが最大になるんだろうということが知りたくなりました。
　回答よろしくおねがいします。
No.704 - 2007/07/15(Sun) 04:17:16
☆ Re: エッセンス波動 / kinopy [近畿] [塾講師]
かめきちさん，こんにちは。

波とは，媒質の各点が単振動しているということは理解していますか？
単振動において速さが最大になる点は，振動中心，つまり変位が0のところです。

「速さが最大の位置？」なら，B,D,F,Hですね。
この中で負の向きに振動している点を探すには，かめきちさんがやられたようにグラフを少しずらせばいいです。
No.705 - 2007/07/15(Sun) 14:01:17
☆ Re: エッセンス波動 / かめきち ♂ [近畿] [その他]
kinopyさん、ありがとうございます。
「波とは，媒質の各点が単振動しているということ」はわかります。ただ、
「単振動において速さが最大になる点は，振動中心，つまり変位が0のところです。」
について、なぜ、そうなるかがわかりません。今の理解は「速さが最大になるのは変位が０のところだと、理屈抜きに決まっている。」という程度しかできていません。これでも、実際問題は解けるとは思うのですが、しっくりこなくて、なぜ、単振動において速さが最大になる点は，振動中心，つまり変位が0のところだと言えるのかの理由が知りたくなってしまったんです。
　これは、やはり、疑問に思わず、そういうものだと暗記してしまうところなのでしょうか。よろしくお願いします。
No.706 - 2007/07/15(Sun) 14:09:06
☆ Re: エッセンス波動 / kinopy [近畿] [高３生]
>疑問に思わず、そういうものだと暗記してしまうところなのでしょうか。

受験物理において，そういう箇所はほとんどありません(^_^;)

力学のところP77の図を見てください。単振動とは等速円運動の直径への正射影の運動です。
この図の振動中心や振動の端の点をとって，その点における速度のx成分を考えてみましょう。
No.707 - 2007/07/15(Sun) 16:02:45
☆ Re: エッセンス波動 / かめきち ♂ [近畿] [その他]
p77に説明があったんですね。物理１の範囲しか勉強してなくて、見逃してしまいました。しっかり読んで確認してみます。失礼しました。
また、不明点があれば、教えてください。どうもありがとうございました。
No.708 - 2007/07/15(Sun) 16:17:29
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