電圧が0でなければ電流が増える

1 ： 忍法帖【Lv=10,xxxPT】 ：2011/05/15(日) 09:26:52.82 ID:uX2YUkbr

・質問者は自分がどこまでやったか明記すること
・宿題なら宿題と書くこと
・荒らさないこと
・荒らしは無視すること
・記号はきちんと書くこと
・物理以外の質問はお断り
・高校の範囲内にすること

301 ：ご冗談でしょう？名無しさん：2012/04/01(日) 16:17:16.09 ID:???

「磁界中を運動する導線に発生する起電力」に関する質問なのですが。
生じる誘導起電力の「向き」
というのは、運動する導線内を流れる電流の「向き」
のことだと思って良いでしょうか。

302 ：ご冗談でしょう？名無しさん：2012/04/01(日) 16:26:19.44 ID:???

いいと思うよ

306 ：ご冗談でしょう？名無しさん：2012/04/01(日) 19:04:33.07 ID:???

>>302
ありがとうございました。

303 ：ご冗談でしょう？名無しさん：2012/04/01(日) 18:25:31.39 ID:???

ttp://detail.chiebukuro.yahoo.co.jp/qa/question_detail/q1181929501
今年の慶應理工
櫛形コンデンサの問題なんだけど

極板ⅠⅢが等電位
極板ⅡⅣが等電位になる理由が分からん

もしかして導線でつながってるところは等電位って決まってるの？

304 ：ご冗談でしょう？名無しさん：2012/04/01(日) 18:49:34.52 ID:???

>>303
決まってるというより、導線で繋がってたら嫌でも等電位になるわな。

305 ：ご冗談でしょう？名無しさん：2012/04/01(日) 19:00:02.80 ID:???

>>304
ありがとうございます

309 ：ご冗談でしょう？名無しさん：2012/04/03(火) 04:44:16.03 ID:qO+7o/5h

>>300
論理的思考が苦手な人にはイミフなんじゃないかな。
あと指導者のスキルによる。

310 ：ご冗談でしょう？名無しさん：2012/04/03(火) 04:54:46.04 ID:XUhq7Iwo

高校の物理でつまずく人ってのは、単に言葉の意味を捉え損ねただけの人が多いような。(「電位」とか「ドップラー効果」とかが顕著)
問題そのものは才能とか向き不向きとかが影響するレベルじゃないと思う

311 ： 忍法帖【Lv=5,xxxP】 ：2012/04/03(火) 19:34:50.39 ID:???

物理学の真相がシュールリアリズムトリックアートぽいね。

312 ：ご冗談でしょう？名無しさん：2012/04/04(水) 23:02:29.69 ID:hMTebj9J

すみません初歩的な質問なんですけれど、
回路で電源からドーンと出された電圧は電源へ戻るまでに必ずゼロになるものなんですか？
また、ゼロになるのはどういった理由からでしょう

私の中では、100Vの電源でほぼ抵抗の無い導線でショートさせた場合は99Vくらいが電源のお尻に突っ込まれるイメージなのです

313 ：ご冗談でしょう？名無しさん：2012/04/05(木) 01:10:00.29 ID:???

>>312
電圧が0でなければ電流が増える 抵抗は電流が増えれば電圧降下が大きくなる
よってちょうど釣り合うところで電流が落ち着くわけだ

314 ：ご冗談でしょう？名無しさん：2012/04/05(木) 01:28:32.99 ID:aXVqt+y8

>>312
電圧の基準はどこですか？ふつうは電源の一方をとるのだが。

315 ：ご冗談でしょう？名無しさん：2012/04/05(木) 15:14:44.61 ID:???

電源てのは強制的に電位差を作れる物を言う。
一極をゼロと定義したらゼロにならなきゃ電源でない。
抵抗の無い導線で繋いだら、自己誘導によるインピーダンスでゼロになるさ。

316 ： 忍法帖【Lv=7,xxxP】 ：2012/04/05(木) 19:59:07.25 ID:???

物理学の非現実的な所が大好きですよ。

317 ： 忍法帖【Lv=2,xxxP】 ：2012/04/08(日) 21:48:00.36 ID:f4xHYKYS

基本的な質問だけど、天秤で質量をはかれるというけど、重力もかかっているから結局重さを
はかってるだけにならないのですか？

318 ：ご冗談でしょう？名無しさん：2012/04/08(日) 21:56:05.46 ID:???

>>317
1G下での重量が1kgのものを質量1kgと定義しているのだから
重力がなかったら困る
ただ重力は地球上どこでも同じではないので
厳密に考えるのならそのぶんの補正は必要

319 ：ご冗談でしょう？名無しさん：2012/04/08(日) 22:12:48.18 ID:???

天秤ならどこで量っても質量がわかる
地球上でも月面上でも同じ結果しか出ない

320 ： 忍法帖【Lv=11,xxxPT】 ：2012/04/09(月) 12:57:51.06 ID:???

ワープ航法が実現すると喜ぶですよ。

321 ：ご冗談でしょう？名無しさん：2012/04/09(月) 15:04:03.09 ID:???

物理のエッセンス力学P64のEXについて質問です。
滑らかな水平面上に質量Ｍの球Ｑがばね定数ｋのばねを
つけられた状態でおかれている。左から質量ｍの球Ｐが速度v．
で進んできた。(ttp://oshiete.goo.ne.jp/qa/2962009.html)
○(p)　→　　―[ばね]―●(q)

(1)ばねがもっとも縮んだときのＰの速度vを求めよ。
(2)ばねの縮みの最大値ｌを求めよ。

この問題におけるPとQの運動方程式を教えて欲しいのですが、
運動量保存則が成り立つということは、加速度をそれぞれa(p),a(q)とおいて
ma(p)=-F
Ma(q)=F
が成り立つとは思うんですが、この場合のFは何でしょうか？F=kxでしょうか？
2式を足して時間tで積分すれば運動量保存則が出てくるのですが、そうすると今度はエネルギー保存則が導き出せなくなります。
エネルギー保存則を出すときは、速度vをかけて時間tで積分すればいいと思うのですが、mとaの加速度が違うので積分ができません・・

また、私には(1)でばねが縮んだとき、ばねは弾性エネルギーを帯びているのにも関わらずに、運動量保存則が成り立つのにも違和感を感じてしまいます。

322 ：ご冗談でしょう？名無しさん：2012/04/09(月) 16:45:09.37 ID:???

バネが一番縮んだとき、Ｐ，Ｑの速度をＶと置くと
　　　最初の運動量　　　　力積　　　バネが一番縮んだときの運動量
　ｍ　　　　ｍｖ　　　　＋　（-ｋｘ）　＝　　　ｍＶ
　Ｍ　　　　Ｍ・０　　　＋　　ｋｘ　　＝　　　ＭＶ
　　　　――――――――――――――――――
　　　　　　　　　ｍｖ　＋　Ｍ・０　　＝　　　ｍＶ　＋　ＭＶ

334 ：ご冗談でしょう？名無しさん：2012/04/10(火) 14:19:10.72 ID:???

>>321
なんで運動量保存則など出す必要があるのか分からんな。
P, Q の位置を xP, xQ 、ばねの縮みを ΔL として
力　　　　：F＝－m xP"＝M xQ"＝k ΔL
エネルギー：E＝m v^2/2＝m xP'^2/2＋M xQ'^2/2＋k ΔL^2/2
運動量保存：m v＝m xP'＋M xQ'
ばねの縮み：ΔL'＝xP'－xQ'
から
xP"＝－k ΔL/m , xQ"＝k ΔL/M
xP'＝(m v＋M ΔL')/(m＋M)
xQ'＝m(v－ΔL')/(m＋M)
が出て、エネルギー保存則
E'＝m xP' xP"＋M xQ' xQ"＋k ΔL ΔL'＝0
も出るし、さらに
xP"＝M ΔL"/(m＋M)＝－k ΔL/m
xQ"＝－m ΔL"/(m＋M)＝k ΔL/M
から衝突時を t＝0 として
ΔL"＝－k(m＋M)ΔL/(m M)
ΔL＝I sin( (k(m＋M)/(m M))^(1/2) t )
ΔL'＝I(k(m＋M)/(m M))^(1/2) cos( (k(m＋M)/(m M))^(1/2) t )
つまり衝突直後は
ΔL'(0)＝I(k(m＋M)/(m M))^(1/2)＝xP'(0)－xQ'(0)＝v
∴　I＝v/(k(m＋M)/(m M))^(1/2)　：(2)の答
ばねが最も縮んだ時は ΔL'(最)＝0 だから
xP'(最)＝(m v＋M ΔL'(最))/(m＋M)＝m v/(m＋M)　：(1)の答

343 ：ご冗談でしょう？名無しさん：2012/04/14(土) 02:34:48.55 ID:???

>>321
maQ = -F　(1)
MaP = F　(2)

まずこの2式を足すことで、 maQ + MaP = 0
これから、(m+M)*((mvQ+MvP)/(m+M))^2/2 = const. （重心エネルギー保存） が出る

次に (1)*M - (2)*m をすることで、
mM(aQ-aP) = -F*(M+m)
ここで F = k(xQ-xP-l)　（xQ-xP-l<0のとき）,　0 （xQ-xP-l>0のとき）
両辺に vQ-vP を掛けて積分すれば、mM/(m+M)*(vQ-vP)^2/2 + V(xQ-xP-l) = const. が出る（相対運動のエネルギー保存）
ただし V(x) = kx^2/2 (x<0),　0 (x>0)


> また、私には(1)でばねが縮んだとき、ばねは弾性エネルギーを帯びているのにも関わらずに、運動量保存則が成り立つのにも違和感を感じてしまいます。
ばねの質量0を仮定しているからばねの運動に関わらず二つの球の間だけで運動量保存則が成り立つ

336 ：ご冗談でしょう？名無しさん：2012/04/12(木) 17:04:51.73 ID:???

>>334
ふつうはこう解くの。
（１）バネが一番縮んだとき、Ｐ，Ｑの速度は同じだからその速度をＶと置くと
　　　　　　　　　ｍｖ＋Ｍ・０＝ｍＶ＋ＭＶ　　　　Ｖ＝m v/(m＋M)
（２）エネルギー保存則よりばねの縮みの最大値ｌは
　　　（1/2）ｍｖ＾2＝（1/2）（m＋M）Ｖ＾2＋（1/2）ｋＩ＾2　　　I＝v/(k(m＋M)/(mM))^(1/2)

338 ：ご冗談でしょう？名無しさん：2012/04/14(土) 00:18:59.96 ID:???

>>334の人
ご丁寧にありがとうございます
xP"＝－k ΔL/mを積分してもxP'＝(m v＋M ΔL')/(m＋M) にならない気がしますが･･･
ΔL'はΔLを微分したものですよね？･･･ちょっとまだ自分にはこの問題は早いかもしれませんね^^;

>>336の方
一応模範解答は本にも載ってますし、バネを用いることでe=1が成り立つこと、力積は質量のないバネにかからないことなどがから
2式が成り立つのは理解できましたが、他の問題では運動方程式をいじくるだけで答えが出せてたので、それが少し気持ち悪いのです

339 ：ご冗談でしょう？名無しさん：2012/04/14(土) 01:28:05.04 ID:???

>>338
> xP"＝－k ΔL/mを積分してもxP'＝(m v＋M ΔL')/(m＋M) にならない気がしますが･･･
>>334のどこに、xP"＝－k ΔL/mを積分するとxP'＝(m v＋M ΔL')/(m＋M) になると書いてある

> 運動量保存：m v＝m xP'＋M xQ'
> ばねの縮み：ΔL'＝xP'－xQ'
の2式を連立し、xQ'を排除したものが
> xP'＝(m v＋M ΔL')/(m＋M)
xP'を排除したものが
> xQ'＝m(v－ΔL')/(m＋M)

344 ：ご冗談でしょう？名無しさん：2012/04/15(日) 17:18:41.89 ID:???

>>339の方
E'の要素になるものを個別に出してそれを積分するわけですね。完全に理解しました。
高校数学でも保存則は出せるわけですね。どうもありがとうございました。
>>341の方
高校で教えるやり方ではないことは承知しているんですが、この問題だけ運動方程式から保存則を導きだせなかったので
それがどうも気になったので。
>>343の方
確か重心エネルギーは衝突の時に用いる保存則だったように記憶をしています。
高校物理で微積を用いるならそこまで覚える必要があるでしょうか？

345 ：ご冗談でしょう？名無しさん：2012/04/15(日) 19:03:32.11 ID:???

>>344
336にある解き方以外で答えようとするのは受験だけ考えたら悪手だぞ。
微積分駆使した物理の魅力にとりつかれて受験でしくる奴は結構多いからな

346 ：ご冗談でしょう？名無しさん：2012/04/17(火) 18:03:42.76 ID:???

>>344
ごめん>>343だけど、よく考えたらかなりまわりくどいことしてたわ（これだと3体以上に拡張できないし）
よく考えたら、そのままvかけて計算すればいいだけだった

ma = -F
MA = F

それぞれv, Vを掛けて両辺を積分してやると、
mv^2/2 = -∫F・v dt
MV^2/2 = ∫F・V dt
辺々足し合わせて、
mv^2/2 + MV^2/2 = ∫F・(V-v) dt
ここで、 ∫F・(V-v) dt = ∫F・d(X-x)/dt dt で、ふつうFは X-x の関数だから、
結局、y=X-x として、 ∫F dy = -V(y)+const. とできる
よって、
mv^2/2 + MV^2/2 + V(x-X) = const. 　となる。

340 ：ご冗談でしょう？名無しさん：2012/04/14(土) 01:54:18.58 ID:???

>>338
ΔL=xP-xQ だから、運動方程式は
m xP"＝-k (xP-xQ)
M xQ"＝k (xP-xQ)
という連立方程式。これから「速度をかけて積分する」ことでエネルギー保存則を
出すには一工夫（変数変換）いる。

341 ：ご冗談でしょう？名無しさん：2012/04/14(土) 01:54:26.60 ID:???

>>338
この問題は運動量の問題で運動方程式は用いない。
名問にはこの応用問題で　　　○⇒ｖ　　　●ｖｖｖｖｖｖ●　ｖｖｖ：バネ　　の重心運動や●の単振動を求める問題がある。

音の問題でも　　音源から音を発信してから何秒後に聞こえるか？　　等の問題でドップラー効果を全く用いないケースもある。

342 ：ご冗談でしょう？名無しさん：2012/04/14(土) 02:08:15.30 ID:???

>>338
連投で悪いが　
啓林館のⅡの運動量の例題　や　漆の応用の運動量と力積の例題（岡大）　　では運動方程式は全く用いていない。

331 ：ご冗談でしょう？名無しさん：2012/04/10(火) 01:16:49.62 ID:???

>>322-324
なんとなくですが理解できましたｗありがとうございます

324 ：ご冗談でしょう？名無しさん：2012/04/09(月) 17:49:41.42 ID:1RrLVw0S

>>321
Pの座標をx1,Qの座標をx2,バネの自然長をLとすると、F=k(x2-x1-L)になる
それぞれの運動方程式に速度を掛けて積分するとエネルギー保存になる
部分積分なども使わなければならないので計算は少し厄介だが

323 ：ご冗談でしょう？名無しさん：2012/04/09(月) 16:47:04.32 ID:???

訂正

バネが一番縮んだとき、Ｐ，Ｑの速度をＶと置くと
　　　最初の運動量　　　　力積　　　バネが一番縮んだときの運動量
　ｍ　　　　ｍｖ　　　　＋　（-ｋｘ）・⊿ｔ　　＝　　　ｍＶ
　Ｍ　　　　Ｍ・０　　　＋　　ｋｘ　・⊿ｔ　　＝　　　ＭＶ
　　　　――――――――――――――――――
　　　　　　　　　　　　　ｍｖ　＋　Ｍ・０　　＝　　　ｍＶ　＋　ＭＶ

325 ：ご冗談でしょう？名無しさん：2012/04/09(月) 21:14:09.99 ID:6BwK+ZwE

これはどういうことでこんな不思議なコトが起きるのでしょうか？
ttp://www.nicovideo.jp/watch/sm17497244

326 ：ご冗談でしょう？名無しさん：2012/04/09(月) 21:37:06.41 ID:???

対流セルだね

小さいところでは味噌汁とか、ちょっと大きくなるといわし雲、
果ては太陽表面の粒状班も同じ現象

327 ：ご冗談でしょう？名無しさん：2012/04/09(月) 22:05:19.76 ID:ndaM1yK0

>>300
それは嘘だｗ
俺は数学はわかったが物理は分からなかった。


そもそも躓いたのは、光波（波）のSIN（ｗｔ＋A）という式。
水面の波などはまあそれでやってもいい。水の相互の分子運動の結果、そのような式になるとしてもいい。

だが、光はどうか？
そもそも伝わるエーテルはなく、水面の波と同じとして扱っていいのかとか非常に考えた。
というか高校時代は波という考え方自体がまったく納得できなかった。

大学時代は理学部で物理を専攻したが、そもそもこのSIN（ｗｔ＋A）も近似式ではないのか？とか考えてたよ。

まあもう昔の話だけどね。

330 ：ご冗談でしょう？名無しさん：2012/04/10(火) 00:32:42.71 ID:???

>>327
光よりむしろ水面波の方がよほど三角関数からずれてる

波動方程式の解析解なんだからその時点では近似もクソもないし
それが実際の理想的極限であることが分かっていたら近似かどうかなんてわざわざ考えることでもない

328 ：ご冗談でしょう？名無しさん：2012/04/09(月) 22:20:06.63 ID:???

「近似」とか哲学的すぎて意味わからんなあ
実験・観察結果をうまく説明できるんならそれでいいんじゃねーの？
それでは気に入らないってこと？

329 ：ご冗談でしょう？名無しさん：2012/04/09(月) 22:34:36.78 ID:ndaM1yK0

>>328
いや、最終的には「空間とは何か？光とは何か？」、という本質的なところを考えてたんだけどね。
そもそも水の分子運動と光の回析現象に相関があるのなら、空間構造と光の関係にも同じようなものがある＝構造モデルの仮説が作れるとか思うわけよ。

これ分かったら相当なモノだと思うんだけどね。

332 ：ご冗談でしょう？名無しさん：2012/04/10(火) 08:52:42.41 ID:???

>>329
> 本質的なところを考えてたんだけどね。

物理的には瑣末なこと。そういうことやりたいなら哲学科に行け。

333 ：ご冗談でしょう？名無しさん：2012/04/10(火) 13:02:53.02 ID:???

関係ないモノを関係づけて考えるのは迷信の元。

335 ：ご冗談でしょう？名無しさん：2012/04/10(火) 21:38:49.24 ID:???

エッセンスの熱力学の27なんですけど

どうしてAとBの圧力がたえず等しくなるのかわからないので教えてください。

337 ：ご冗談でしょう？名無しさん：2012/04/13(金) 05:33:28.84 ID:???

違和感を感じてる人に模範解答してもな。

347 ：ご冗談でしょう？名無しさん：2012/04/22(日) 13:05:30.85 ID:???

>>96
なるほど、ありがとうございます！

348 ：ご冗談でしょう？名無しさん：2012/04/22(日) 13:06:15.05 ID:???

すみません>>347は誤爆です

349 ：ご冗談でしょう？名無しさん：2012/05/01(火) 01:42:37.59 ID:mWsVsVD6

円運動の分野は公式だけ覚えていればなんとかなります？

350 ：ご冗談でしょう？名無しさん：2012/05/01(火) 01:49:10.38 ID:???

>>349
非等速円運動の問題もあるからなぜ公式が成り立つか理解すること

高校生のための物理の質問スレPART1より