高校物理質問スレpart34 [無断転載禁止]©2ch.net
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まずは>>1をよく読みましょう
・高校物理以外の質問はお断り
・質問する前に教科書や参考書をよく読みましょう。
・質問者は何が分からないのか、どこまで考えたのかを明記しましょう。
問題の丸投げはダメです。丸投げに答えるのもダメ。ヒントを示す程度に留めましょう。
・質問者はあらゆる回答者に敬意を表しましょう。
質問に対する返答には、何かしらの返答を。（荒らしはスルーでおながい）
・回答者がわかるように問題を書くようにしましょう。
問題の写し間違いに気をつけましょう。
問題の途中だけとか説明なく習慣的でない記号を使うとかはやめてね。
■書き方
・数式の例 （ちょっとした疑問や質問スレのテンプレも参考に）
ベキ乗 x^2
平方根 √(a+b)
分数式 ((x+1)/(x+2))
三角関数 sin(θ)
・図
図が必要な場合、画像としてupするか、文字で書くことになります。
文字で書く場合は、ずれに注意してください。
MSPゴシックで表示できるエディタや2ch専用ブラウザを使いましょう。
また、連続する半角空白は単一の空白として表示されるので注意。
前スレ
高校物理質問スレpart33 [無断転載禁止]©2ch.net
http://rio2016.2ch.net/test/read.cgi/sci/1484711750/ >>785
どこにもコンデンサーの役割を果たす機構がないよね、問題文「さらに～」以下より誘導起電力による電流は全て抵抗での発熱として消費されるんだ 動線の接点の摩擦熱や空気抵抗による損失はどうなるの？ ＞これの(4)で、模範解答では外力Fのした仕事が全てジュール熱となる、と書いてあるのですが、なんで
＞誘導起電力のした仕事(消費電力？)を考慮しなくていいのかがわかりません。
その誘導起電力ってのは、Fのおかげで発生するからだ。
何か２つあるように考えるほうがおかしい。
自転車の発電機でライトが光るのは、チミの足の力のおかげだろ？
くっくっく
で、Fについては２つの求め方がある。
①Fの円周上での1秒間の仕事量 ＝ すべての抵抗での消費電力
②Fの円周上での回転モーメント ＝ ４つの棒に流れる電流による反回転モーメント
上記①については起電力を求めるために、②については棒の反回転モーメントを求めるために
どちらも簡単な半径方向の積分が必要。
特に②については、電流に働くローレンツ力は
Fによる回転を止めようとする方向に発生することを理解せよ。
くっくっく コンデンサの質問です
電源を入れたまま誘電体を入れれば電荷一定で
切ってから入れると電圧が一定とありますが何故ですか？
Q=CVで比例関係なのだから、どちらかが一定ならもう一方も一定になるのでは！？ >>798
逆じゃね？ｗ
定電圧電源であれば、電源入れた状態なら電圧V一定なので誘電体を入れると電荷量Qが増える
電源切った後だと電荷Q一定なので、誘電体を入れると電圧Vが下がる
Q=CV >>800
そうてした逆でした
ありがとうございまさた コンデンサーを電池（電圧V）で充電して電荷Qを運んだとき、電池が電荷を運ぶ仕事はW=QVと表せるんですよね
でもこの式だと、電池とコンデンサーの電位差は充電中も常にVということになりませんか？
電池とコンデンサーの最初の電位差がVで最終的に0になるのだからW=QV/2だと思うのですが 充電途中でコンデンサーの電圧が電池電圧（起電力）に達するまでは
回路や電池内の抵抗に電流に応じた電位降下が生じているので
電池が汲み上げる電圧は常にVになる 抵抗なしでも導線で電力消費されるから、電池のした仕事と静電エネルギーは一致しない 状態方程式ですね
P1V1=nRT
P2V2=nR(T+ΔT) 熱力学の質問です。
https://i.imgur.com/p246Kqo.jpg
https://i.imgur.com/ngriAB2.jpg
https://i.imgur.com/O7bTMrE.jpg
(2)(ﾙ)についてですが、
単原子理想気体の内部エネルギー変化量の式、
ΔU=3/2*nRΔT
を体積圧力の増分で表した、(pΔV+VΔp=nRΔT)
ΔU=3/2*(pΔV+VΔp)
で解こうとし、文字を代入すると
ΔU=3/2*(pSx+SlΔp)
となり全く一致しません。
解説は納得出来るのですが、上記の方法の解と一致しない理由を教えてください。 磁場中を導体棒二本が運動する問題を解いていて思ったのですが、エネルギー保存則が成り立っていない場合でも運動量保存則はなぜ成り立つのですか？ >>811
運動量保存則は外力から力積を受けない限り保存されるんですね >>813
ありがとうございます、
例えば衝突などにおいて発生する熱や音のエネルギーはもとの物体の運動エネルギーを変換したものではないのですか？であれば少なからず運動量も変化すると考えたのですが…
>>812 すみませんわかりません 考えたんじゃなくてそれはお前の自然観でしかない
その矛盾（反例）を示しているのが物理学 >>815
物理学ではどこが矛盾しているのでしょうか？（煽りとかでは無く本当に悩んでいます。）
運動量はＭvと表せ速度によるものならば、運動エネルギーが失われることも1/2Ｍv^2より速度が失われること考えられ結果として運動量は失われている。ということを言いたかったのですが。 >>816
エネルギー保存則と運動量保存則が別物であることを示す例が>>811
一方が成り立つなら他方も成り立つはずだというのは思い込み >>817
保存されず系の外に散逸したエネルギーはもとの系の中の運動エネルギーを変換（導体棒の二本の運動の場合）したものではないのですか？
問題が解けないわけではないのです。ただ運動量保存則に疑問を感じています どうせ速度とその二乗なんて大差ないとでも思ってんだろ >>819
逆に問題自体が発生するエネルギーを誤差と考えているとしか考えられないのですが >>820
エネルギー保存と運動量保存が同じものだと信じるかぎりそういう結論に達することもあるのかも知れないな >>814
＞例えば衝突などにおいて発生する熱や音のエネルギーはもとの物体の運動エネルギーを変換したものではないのですか？であれば少なからず運動量も変化すると考えたのですが…
確かにそうです、その通りだと思います
実際の現場では熱や音など「外部との接触」により、エネルギーと運動量どちらも失われることになるでしょう
しかし、物理では議論を単純にするために、状況を単純化することが多々あります
衝突の場合、2つの物体のみを考えて、それらが衝突した場合エネルギーは失われて運動量は保存される、という結果を得ているわけです
今回の場合、運動エネルギーは各物体の熱、すなわち「内部」エネルギーへと変換されたため、力学的エネルギーが失われた様に見えるのです
しかし、これは「外部との接触」ではありません
2つの物体の系にとって、2つの物体か衝突するという現象は「内部」における現象なのです
従って、「外部と接触」しているわけではないため、運動量は保存されます
他の人たちは、量子力学や相対論はわかったつもりになってるけど、電気力線すら分からなかった低レベルな人達なのであまり気にしないほうがいいです >>823
詳しい解説ありがとうございます、もう少し話がしたいです。
間隔dの導体レール2本の上に質量Ｍで抵抗Rの導体棒が2本がおいてあり一様な磁場が全体にかかっている。
この時、導体棒に、もう一方と離れる向きに速さv与えると、やがて2本の導体棒の速さは一定となった。
この時速さが一定になるまでに回路で消費されたエネルギーQはいくらか？
という問題なのですが >>823
この場合のQも運動エネルギーを変換したものですよね？であれば運動量保存則を使うことはできないと思うのです。
運動量とは質量と速度のみによるものですよね、系の中に運動エネルギーとしてあったものが、他のエネルギーとして系の外に出たのであれば、系全体の速度成分は減少していると思うのですが運動量は変化しないのですか？ >>826
先ほどは、外部との接触、と書きましたが、正確には最初から言ってる様に、外部から力積が与えられるかどうか、が焦点になります
今回は各導体棒は磁場=外部からそれぞれ反対の力を受けますね？
各導体棒に流れる電流は逆向きですから
ということは、2つの導体棒が外部から受ける力積は0なのです
ですから、運動量保存則は成立することになります >>827
自演じゃないですよ(笑)
自分が質問者を馬鹿にすることしかできないからって、そういう風に思い込むのはどうかと思いますよ >>812で完全に解決してるのに理解を放棄して
間違ったレスで納得してるんだから処置なし >>830
高校物理のスレでなに言ってんですかねw >>832
高校物理がわからないので、教科書に載ってる一般論しか答えられません
って正直に言ったらどうなんですか？ >>828
納得しましたありがとうございました
>>830
空間並進対称性とはなんですか >>834
気にする必要ないですよー
大学で習いますからね そもそも速度に力が依存するんですから、保存される一般化運動量が運動量に一致するかどうかなんて自明じゃなくないですか？ ベクトルポテンシャルが並進対称性を破るが
今の場合回路を貫く磁束で書き直せば回復する
もちろんゲージ不変 よくわかりませんけど、導体棒の長さを変えたら実際運動量保存破れますよね？
力が異なりますから >>839
質問したものですが、 そうなんですか！？ >>840
回路を貫く磁束が空間並進で変わる状況を考えるならそうなる >>841
磁束はどこでも一定であるという設定です（そういうことでなかったらすみません） >>840
F=IBL
ですよね
Lが2つの導体棒の間で異なれば、Iが同じでも力は違うというわけです >>844
レールがハの字になっているということですか？
平行だったとしても、すいませんレールから出た部分の誘導起電力の求め方がわかりません >>845
あまり深く考えてませんでした
そうですね、レールは一定だけど短い導体棒の端っこにはプラスチックの棒で長さを補ってるとしましょう
導体棒の端っこ同士は質量の無視できる導線で接続されてるとしましょう
とても軽いので、導線に働く力は無視できるというわけです
こうすればちゃんと場面を設定できてると思います
高校の範囲で求めるのが難しくなるでしょうね、多分
あんまり考えてませんけど >>846
端っこ同士ではなく、短い導体棒とレールですかね >>846
なんか力は無視できない気がしてきました
ハの字にしないといけないんですかねやっぱり 保存則が成り立つかどうかなんて、どの系で見るかによってちがう。
全てをみればエネルギーも運動量もなんでも保存されてらぁな 全てとはなんですか？ 全てを見ることはできるのですか？ 【ローレンツ力についての質問です】
磁場の中で電流を流したら力が発生するのは分かるのですが、
同じ電荷を持つ原子核には力がかからず、電流である電子にだけ力がかかるのは
おかしくありませんか？ >>850
この問題>>825では二本の導体棒で運動量保存則は成立しますか？ >>853
動かないけれど力はかかるでしょ。そうしたら金属結晶に力は働いて
金属棒自体は動くでしょう。 >>855
↑バカはコピペだけで式さえまともに読めないから
>>853 のレスもまともに読解できないで可笑しな屁理屈をこねる。 >>856
>>855では、10/100点でしょう。試験の解答としては合格点ではないですね >>856
失礼、リンクミス。
>>853では、10/100点でしょう。試験の解答としては合格点ではないですね >>852
確かに同じ電磁場が原子核と電子に作用しているとすれば、電荷の数は同じなので
反対向きの力がかかって全体の合力はゼロとなるはずですが、静止している原子核と
動いている電子とではそれぞれの電場が違ってみえます。相対論的効果ですね。 >>859
違う慣性系同士で電場を比べる意味なんてねーよ >>861
電子には相対論的に電場からの力がかかっている。原子核には電場がない。
両方の合力が導線にかかる力だろ。 >>862
電子には相対論的に電場からの力がかかっている。原子核には電場がない。
両方の合力が導線にかかる力だろ。 >>865
単なるリンクミスだろ。
>>864
基本的にそういうこと。1つ1つの粒子を問題にするのは難しいけれど、運動しない
プラスの電荷と運動するマイナスの電荷があった場合、片方が相対論的効果で
電磁場から力を受け片方が受けない場合に、導体全体の合力はゼロにならず、
導体が動き始めるのがモーターの微視的原理。 >>864
日本語がまともに通じないようだから導体棒の話だと思って進めるが
ローレンツ力（電場からの力を含めた表式）を考えるときに、電子の静止系に移ると電磁場が変わって電場成分が現れるからどうなるといったことは考える必要がない まあいつもの奴だろうしこれ以上無駄な議論をするつもりはないが >>867
考える必要はないのではなく、考えたことがなかった、だろ？
例えば、陰極線の横に磁石を置くと磁場とは垂直の方向に陰極線が曲がる。
電子は基本磁場には反応しないのに、動いている電子は運動と磁場に垂直な
方向に曲がる。これは運動している電子の慣性系では、運動と磁場に垂直な
方向に電場があるからだよ。
マクロな外の慣性系から見ている人には、電流にローレンツ力が働いたで良いが。 物質中のローレンツ力が「相対論効果」とかバカがシッタカしても相対論で正ホール効果が説明できない。
バカの一つ覚えはスルー。 >>870
物質中の電磁場というのは、ミクロに見ると真空中に複数の粒子が
ある状況と同義であることに気が付かないとダメだな。 正ホール効果に相対論を持ち出す必要は無い
いわゆる牛刀 >>872
必要ないのではなく、考えたことがなかった、だろ？ 原子核は電子から見たら動いていますからローレンツ力を受けます
ローレンツ変換によって生じた電場とローレンツ力が釣り合っているため、原子核に働く力は0です
電子の場合は、電子から見たら静止していますから、ローレンツ変換によって生じた電場だけがかかるわけです バカがかじった「相対論」とかで電子などのミクロ現象は説明できない。
ローレンツ力は電磁気学で十分だがバカにはそれもわからない。 >>875
どこまでが真空や基本の構造として無視できるかだよ。
その下の構造である、
導体中の電子と原子核、どっちに働いている力がローレンツ力
なんですか？
という質問になると、動いている電子ですねという話になる。
どうして同じ磁場なのに電子と原子核で働く力が違うのどうして
ですか？
動いている電子には電場がかかっているからです、となる。
バカでも何でもない。 >>876
頭が固い奴。
電子のミクロ現象でも粒子性が担保されるレベルでは相対論だけの
適用が可能。導体中の電子は素電荷、移動速度が定義できる。 >>877
電子から見たら原子核にも電場働きますよね
それなのに力が釣り合うのは、電子から見たら原子核は動いているので、原子核にはローレンツ力が働いて、ローレンツ力と電場から受ける力が釣り合うからです バカには物質中の電子がどう動いてるか判るらしい。
物理学者は判らないと答える 高校生はバカにならないように電荷と「電子」の区別をはっきりしよう。 初等教育の刷り込み弊害の一例だな
速度の加算式の刷り込みで特殊相対論が間違いだと思い
電流＝電子の刷り込みで電磁気学の基本法則が間違いだと思う。 >>879
電子の慣性系から見れば、原子核は逆向きに動いていて電流として存在する。
それと相対論的に見える電場が釣り合っているという話はOK。
何もかも否定して分からないと言い出すより、その方が見通しがいい。 つまり、相対論使ってもローレンツ力を除去することはできなかったというわけですね ■ このスレッドは過去ログ倉庫に格納されています
