高校物理質問スレpart35
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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part34
http://rio2016.5ch.net/test/read.cgi/sci/1493300919/ >>843
出発時点の円と一番上の円とで考えれば角運動量が等しいってことでしょうかね？
ぜひ証明してほしいものですねよね。 >>850
そりゃ滅茶苦茶な仮定ですからね角運動量が保存するとか。
早く必要な式をすべて示して答えを見せて下さいな。
怖いのですか？（＾＾）
もう落ちますね。 まああれだ>>833みたいな物理的意味も書かずにけむに巻いてるのはたいてい簡単なことを小難しくしか理解できないかあるいはとんでもない勘違いしてるかのどっちかだろうなよろぴく 運動方程式の立式すらしない
それすら計算しない君達に説明する気もないということですよ
さきの問題が解けない問題だと思うならそう思ってればいいですよ > 中心力ならrとｆは平行なので0だからLは一定。
> こんなことは分かっているよ。
解決してるじゃん >>849
dL↑/dt = r↑×f↑ の両辺それぞれ鉛直方向の単位ベクトルとの内積を取ってみ >>856
おやおや
やっとまともに書けたようですね。
ここまで誘導するのは骨が折れましたよ。
簡単でしょ？
それでもまだその表現は蛇足含みですがね。
もっと簡単に物理的に表現しましょう。
ではまた明日か明後日ですね（＾＾） ああ、それからラグランジアンなんか不要でしょ？
分かりましたか？
それでは。 やっぱりラグランジアンもわからない人がいるんだなって >>853
エネルギー保存はラグランジアンの時間並進対称性によるもの
運動量保存はラグランジアンの空間並進対称性によるもの
角運動量保存はラグランジアンの回転対称性によるもの
一般化座標qで与えられたラグランジアンLがあったときのqに関する運動方程式はd/dt(∂L/∂q')-∂L/∂q=0で与えられる
わからないんですね エネルギー保存はハミルトニアンがエネルギーと見なせる場合に限るけどな 例えば抵抗がある系でも、tに陽に依存しないLを作ることはできる 具体的なLの式は覚えてないけど、
F=-kv+mg
のとき（一次元抵抗有り自由落下のとき）に、
∂L/∂t=0
なるLは構成できるが、エネルギーは保存しない >>866
要するに非エルミートだったらもはやエネルギーとは見なせないという主張？ >>870
あなたはあなたでわかってなさそうですね >>870
古典の範囲ですが...
例えば
L=K-U
と取ればHはエネルギーとちゃんと対応しますが、
L'=U-K
と取ると運動方程式は変わりませんが、Hは厳密にはエネルギーじゃないですよね
この延長線で、>>866です >>873
Hに定数かければエネルギーになるということですよね
時間対称→H保存→係数かけたらエネルギー保存
んで、どうやったら抵抗力をラグランジアンに落とし込めるんですか？ Lに時間変数が含まれなければ、Hが保存するってのは一般論としていいですよね
問題はHがエネルギーとみなせるかどうかです
Hがエネルギーと無関係になりうるとするなら、時間的に保存されるHは何を表すのか興味深いですね わからない人がいるようなので、調べてあげました
ma=mg-kv
に対して
L=m^3g^2[exp(kv/mg+k^2x/m^2g)-kv/mg-1]/k^2
だそうです
>>876
一般に、x=x(t)とv=v(t)からtを消せば保存量みたいなのは出てきそうですが >>873
案の定レベル低すぎて笑う
高校物理スレならこんなもんか >>873
ルジャンドル変換をどう定義するかと散逸力をどう取り入れるかは延長などでなく無関係だが >>883
Lから導かれるHが必ずしも直接エネルギーにはならないよねって話だったんですが 私が解析力学すごいと言ったのは
>>833の
d/dt(∂L/∂z')-∂L/∂z=mz''(1+tan^2α)+mg=mz''/cos^2α+mg=0
の式のほうです >>884
だからそれをどういう意図で言ってるのか確認してるんだろ
散逸の文脈かと思いきや今度はルジャンドル変換を持ち出したり意味不明なんだが
結局浅い理解しかしてないことはよく分かった >>886
そのままの意図ですが...
あなたに日本語の読解が難しいことがよくわかりました スゲーあほばっかだな。
この問題解くのにラグランジアンなんか必要ないってーの。
あほかお前ら。 ざっと見てみたが、要領を得ん書き込みばっかでアホかボケ。
高校生レベルでは難問だろ。
あらかじめ知っていなければまず自力でこのことに気づけんわ。
「角運動量のｚ成分は一定のまま」
それはなー
垂直抗力と重心の合力は斜め下向きだったり斜め上向きだったりするが
その方向は常にｚ軸と交わるからだ。常にｚ軸に向かっておる。
だからそのモーメントはｚ軸に常に直交しており、ｚ軸を軸としてぐるぐるとｘｙ平面内を
回っておるんだよボケどもが。
だからモーメントのｚ成分はゼロってことだ。
すると
dL/dt=排×Fより
右辺のｚ成分がゼロだからLのｚ成分Lｚは定数となり、初期値のまま変わらんことになる。
初期値Lｚは幾何的にあるいはベクトル成分の外積でも求まるな。
最終値Lｚは幾何だけでは無理っぽいが、ベクトル成分の外積で簡単に求まるわ。
この２つが等しいとおけば、速度はエネルギー保存則で求まるからθは決まる。
＞dL↑/dt = r↑×f↑ の両辺それぞれ鉛直方向の単位ベクトルとの内積を取ってみ
コイツは分かっておるようだが、ｚ成分を考えるのにそんなアホみたいな思考はいらん。
上で誰かが書いてるとおり蛇足ってヤツだな。
あと、これも誰かが書いてるとおり
ラグランジアンやらを持ち出してるヤツは実にアホっぽいから
ここだけにしとけよ。
ワシからは以上だな。
くっくっく すると
dL/dt=排×Fより
すると
dL/dt=シグマｒ×Fより
文字化けすんなよボケが
くっくっく これも間違ったわい
＞最終値Lｚは幾何だけでは無理っぽいが、ベクトル成分の外積で簡単に求まる
最終値Lｚも幾何的な外積だけで求まるわ。
じゃあな。
くっくっく くっくっくさんはラグランジアンがわからないということがわかりました いや高校の問題でラグランジアン云々言ってるお前らのがおかしいやろ
くっくっくアホで嫌いやけどこれだけは擁護するで そんなこと言ったら角運動量出てきた時点でアウトなんですけど >>833
もうこの話終わらせるつもりだったけど、
L=m/2((z'tanα)^2 + (rω)^2 + z'^2) - mgz
からの
d/dt(∂L/∂z')-∂L/∂z=mz''(1+tan^2α)+mg=mz''/cos^2α+mg=0
この式間違っているのではないでしょうか。
r=ztanαだから、
L=m/2(z'^2(tan^2α+1) + z^2 ω^2 tan^2α) - mgz
になって、
d/dt(∂L/∂z')-∂L/∂z=mz''(1+tan^2α)-md/dt(z^2ω^2(tan^2α)) + mg = 0
になると思います。
あとは角運動量保存の式を代入して整理しての非線形なzの２階微分方程式ですか。
取り扱える自信なんてまったくありません。
ここで私のお遊びはおしまいにします。 ラグランジアンか。いいんじゃないかな。
でも解析的に解ける問題はそれ使わなくても解けるからね。そもそも出尽くしてるし。
実用的には数値計算しかないんだからきつい言い方だけどまったく意味ないと思う。
ただの数式遊びだね。 経路積分までやらないと有り難みが分からないからそう思うのも仕方ない 格子ゲージ理論も数値計算だけど理論的には当然ゲージ場や解析力学が根拠なんだけどね 普通の問題でも解析力学は超便利だが
使えない奴には有り難みも分からんわな アホw
数値計算するならラグランジアンなんかいらねえ。 >>769
『詳解 力学演習』なんて大部の問題集持ち出さずとも、
こんなのほとんどの怪力の入門書開けば必ず取り上げられてると思うんだが、
この典型的な問題がのってない教科書なんて実在するの？ >>915
くっくっくが解答したあとで
お前は何言ってるの？だったら先に解答しろよ。 この板の全員にご意見頂戴したい。
ＫＫＫの回答が、物理的に正しかったことなんて、
ただの一度でもあるの？ >>917
物理的数学的にはだいたいおかしい
なぜか結論はあってたりする それ、天才的大エスパーやんっ！
今度から（心の中で）大エスパスＫＫＫと呼ぼう。 最近この板でまことに不思議な現象が流行しているようだすね。
そこそこ信頼でける教科書の表記や演習本の問題を理解できずに＆理解しようともせずに、
「間違ってますね？」とか「ンコなすりつけろ」と完全否定したりと…
ホンママジうらやましいな思いますわ。
俺なんか理解でけんとか意味不明としか思えんときは
「俺の勉強がたらんせいや」とか「努力が足らんせいや」とか「わての頭悪おまんなあｗ」と自虐的になって別の本にあたったりするのに… バカヤロウ、大阪は日本の首都だぞ。知らへんのけ？
朝鮮人がいぱーいで…ドン引きしたいか！ >>918
＞なぜか結論はあってたりする
答えを何かで調べて知ってれば、あとはくっくっくの似非物理でつじつま合わせしてるだけ。 >>677
え？ 円錐形の内側を回るボールの角運動量は保存されるの？ されないの？
それで止まっているの？？？ ww 僕の知り合いの知り合いができた在宅ワーク儲かる方法
時間がある方はみてもいいかもしれません
検索してみよう『立木のボボトイテテレ』
6JO 物理の勉強ですけど力学、電気、電気磁気学、波動などどこの分野から勉強すると効率的ですか？ >>928
まず力学、どこでもでるから
次に電磁気学、これもだいたいでるから
そのあと熱力学や波動をすればよし >>929
ご回答ありがとうございました。
試験に力学は重要ですものね。
電気系の進学希望なので古典的な力学は苦手なんですよ。
やはり力学から勉強します。 >>931
古典的ではない力学、すなわち量子力学はわかるんですね 質問失礼しますm(__)m
質問1 仕事の問題で質問です。摩擦力が発生する水平面で、物体をおき、右に力を加えて物体を引っ張っぱるとします。水平面にそって移動しており右に進んでいるとします。で、右に力を加えたことによる仕事と摩擦力による仕事が発生しますよね。
また、仕事量ってスカラー量ですよね。ここで、物体の進行方向を正とすると摩擦力による仕事は負の仕事として、物体にはたらく仕事量が減りますよね。
対して、右に力を加えたことにする仕事量は、正の仕事として、物体にはたらく仕事量は増えますよね。
仕事はスカラー量なのに、なぜ、進行方向を基準としたはたらく力の向きによって、正負がつくんでしょうか？
物体が右に引っ張られ摩擦力が発生する水平面で運動しているとします。ここで、この運動において変位を求めるとなると、左右どちらを正にするか向きを決めて、運動前の位置を基準として運動後の位置から基準の位置を引いて変位を求めますよね。
で、このとき変位は、ある基準となる点からの向きで正負を決めていますよね。
対して、摩擦力は変位のときに決めたある基準からの向きを平行移動して、正負をきめていますよね。けっして、変位のときに決めた基準の位置からの向きではないはずです。
そこで、質問2 なぜこの2つは向きの決め方が違うのでしょうか？
質問3 なぜ一直線上(水平面)においては、変位で決めた向きに準拠してその他の力の向きを決めないといけないんでしょうか？そういうもんなんでしょうか？ 物体に働く仕事量というのはありません。
物体に働くのは力で、それに応じた変位のベクトル積が仕事です。 自然言語だと正確な物理的状況を議論できないので
力や変位を数値なり数式で表現すればどこが間違っているのかが簡単に明らかになると思います。 ＞仕事はスカラー量なのに、なぜ、進行方向を基準としたはたらく力の向きによって、正負がつくんでしょうか？
仕事=力×変位ですね
座標を変えたとすると、力も変位も両方変化しますが、その掛け算の値は座標をどうとろうが同じなんです
＞そこで、質問2 なぜこの2つは向きの決め方が違うのでしょうか？
質問の意味がよくわからないのですが、おそらく摩擦力の力の向きの求め方を誤解しています
摩擦力は、床を基準として考えます
床に対して物体が動いていたら、それとは逆向きに摩擦力が働きます
＞質問3 なぜ一直線上(水平面)においては、変位で決めた向きに準拠してその他の力の向きを決めないといけないんでしょうか？そういうもんなんでしょうか？
そういうもんです
変位や力だけでなく、座標を決めたら、全ての物理量はその座標を基準に考えるんです >>940
1
仕事ってベクトル内積じゃないんでしょうか？教科書とかには、力×変位×cosθとあります。
2
物体の進行方向と反対の向きに摩擦力が発生するのはわかります。
でも、これは変位みたいに基準点からの左右の向きではなく進行方向を基準としての左右の向きですよね。
ようは、変位は、基準点、右、左の向きがありますけど、力の向きは、右、左しかないのに違和感がいるってことです。
3
この原理？に名前がついていたりはしますでしょうか？ >>941
内積ですね
内積がわかるのはいいことですね
摩擦はそういうもんなんです
変位は位置から求めることができますけど、摩擦は床に対する相対速度が関係してめんどくさいんです
力が、ではなく摩擦の性質ですね
ないですね
でも、長さを測るときだって、あっちではm、こっちではcmとかやってたらややこしくなるだけですよ
ま別にそうしてもいいんですけど、比べるときは何か一つの基準を設けて比べないとダメなわけです
1より50の方が大きいから、50cmは1mより大きいんだ、なんて言ったらなに言ってんだってなりますよね >>941
動摩擦力=sgn(-(v物体-v床))μN
と書ける
こんな感じならどうでしょう？
sgnはカッコの中身の符号を取り出す関数です
床が静止している場合は、動摩擦力はv物体と逆向きを向くことが表現できてますね
で、v物体もv床も力の向きも基準は全て同じ方向です >>942
>>943
1仕事はベクトル内積なのはいいとして、結局、＞仕事はスカラー量なのに、なぜ、
進行方向を基準としたはたらく力の向きによって、正負がつくんでしょうか？
という質問に帰着してしまいます。
これについて回答お願いしますm(__)m
また、その回答が、仕事=力×変位ですね
座標を変えたとすると、力も変位も両方変化しますが、その掛け算の値は座標をどうとろうが同じなんです
でしたらこれは回答になってない気がします。仕事の原理でもエネルギー保存則でもない(ですよね？)ですし、
そもそもそれが、スカラー量(仕事)に、なぜ正負がつくのかの問題ではない気がします。
2なるほど、力の性質によりけりなんですね。こういうことが教科書に書いてないので助かります。
質問2.1 あの、sgnって絶対値記号をつける関数みたいなものなんでしょうか？
また、高校の物理では、動摩擦力=sgn(-(v物体-v床))μN のような式ではなく、単に
進行方向に引っ張っている力の逆向きと定義されています。
ですが、動摩擦力=sgn(-(v物体-v床))μN の式から、進行方向を正としたとき、
床の速度からみた物体の速度(進行方向の速度)の相対速度とわかります(私の解釈)
ここで、質問2.2 動摩擦力=sgn(-(v物体-v床))μN にv床とありますが、これは床の速度なんでしょうか？
というか、床って動かないのに速度ってあるんでしょうか？
質問2.3高校物理の摩擦力の定義を導くために、動摩擦力=sgn(-(v物体-v床))μN の式の、
どの変数に何を代入すればいいんでしょうか？それとも、高校物理の摩擦力の定義は間違っているんでしょうか？
3なるほど！ >>944
ああ、スカラー量が絶対正にならないといけないと思ってるわけですか？
スカラーとはベクトルじゃない普通の実数だということです
プラスでもゼロでもマイナスでもいいんです
上に意味を書きましたね
符号を返す関数です
自転車に乗った人から見たら床は動いてますね
つまり、喜寿を床にしなければ床は動いて見える可能性があります
わかりにくければ床を基準にしてv床=0で構いません
高校物理の定義を数式に書き換えただけです
あなたは数式が好きなようなので、式にしたらわかるのかなと試してみたわけですね
vは速度、μは摩擦係数、Nは垂直抗力です >>945
スカラー量って普通の実数なんですか、初耳です、教えてくれてありがとうございます。
他の質問もokです すみません、
質問1
速さを答えよという問題では、答えは必ず正にしないといけないのですが、速さってスカラー量ですから
実はマイナスをつけてもいいんでしょうか？
質問2
水平方向の運動では、スカラー量もベクトルも実は変わらないんですかね？
スカラー量はずっと正だと思い込んでいたので、具体的な違いがはっきりしていなくて困っています
質問3
https://i.imgur.com/PinRqsM.jpg
この問題で質問です。この問題って、左右どっち向きが正とかってきめなくていいんでしょうか？
速さって問題文には書いているんで決めるのかなと思ったんですけど、決め方がわからなくて困ってます
また、解答https://i.imgur.com/4qX7Hii.jpg では、向きを決めて計算しているように見えるのですが、
その向きの決め方がわからなくて困ってます。 >>944
仕事＝エネルギーの出入と考えるといいでしょう。
ある質量mの物体をhだけ持ち上げます。物体に働く力はmg下向き、動かした変位は上向きhで
180°逆向きです。したがって、物体はmghの仕事をされて位置のエネルギーがmghだけ増えます。
一方、手の方は上向きの力mgで上向きhだけ持ち上げますので、mghの仕事をします。mghだけ
エネルギーが減ったはずです。 >>947
スカラーっていう言葉使わない方がいいんじゃないですかね
なんか難しい用語に惑わされて混乱してるように感じてきました
ベクトルは矢印、スカラーは数、この違いです
1次元の時は矢印は実数と同じとみなせるので、同じように見えるだけです
ベクトルは矢印なんだと思ってれば、違いは自ずと見えてきます
質問1
ダメです
速さは矢印の長さです
質問2
ベクトルは矢印、スカラーは数です
質問3
向きは決めましょう
どっちをプラスにしても変わりません >>947
ベクトルの
1. 内積
2. 大きさ=ノルム
の違いですね。
ノルム≧0ですが、内積は基準となるベクトルによって異なります。右左のどちらを基準となる
基底ベクトルに取るかで内積は正負が変わりますが、ノルムは常に正です。 >>950
＞内積は基準となるベクトルによって異なります
テキトーなこと言わないでくださいね
質問者を混乱させないでください
座標系変えたら仕事の値が変わるようなことあるんでしょうかね？ レス数が950を超えています。1000を超えると書き込みができなくなります。
