■ちょっとした物理の質問はここに書いてね244■
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★荒らし厳禁、煽りは黙殺
★書き込む前に >>2 の注意事項を読んでね
★数式の書き方（参考）はこちら >>3-5 （予備リンク： >>2-10 ）
＝＝＝質問者へ＝＝＝
重要 【 丸 投 げ 禁 止 】
・質問する前に
1. 教科書や参考書をよく読む
2. http://www.google.com/
などの検索サイトを利用し、各自で調べる
3. 学生は自分の学年、物理科目の履修具合を書く
4. 宿題を聞くときは、どこまでやってみてどこが分からないのかを書く
5. 投稿する前に、ちゃんと質問が意味の通る日本語か推敲する、曖昧な質問文には曖昧な回答しか返せない
・「力」「エネルギー」「仕事」のような単語は物理では意味がはっきり定義された言葉です、むやみに使うと混乱の元
・質問に対する回答には返答してね、感謝だけでなく「分からん」とかダメOK
・質問するときはage＆ID表示推奨
・高度すぎる質問には住人は回答できないかもしれないけれど、了承の上での質問なら大歓迎
＝＝＝回答者へ＝＝＝
・丸投げは専用スレに誘導
・不快な質問は無視、構った方が負け
・質問者の理解度に応じた適切な回答をよろしく
・単発質問スレを発見したらこのスレッドへの誘導をよろしくね
・逆に議論が深まりそうなら新スレ立てて移動するのもあり
・板違いの質問は適切な板に誘導を
・不適切な回答は適宜訂正、名回答は素直に賞賛 数式の書き方の例 ※適切にスペースを入れると読みやすくなります
●括弧: (), [], {}を適切に入れ子にして分かりやすく書く
●スカラー: a,b,...,z, A,...,Z, α,β,...,ω, Α,Β,...,Ω,...(「ぎりしゃ」「あるふぁ～おめが」で変換)
●ベクトル: V=(v1,v2,...), |V>,V↑, (混乱しないならスカラーの記号でいい。通常は縦ベクトル)
●テンソル: T^[i,j,k...]_[p,q,r,...], T[i,j,k,...; p,q,r,...] (上下付き1成分表示)
●行列: M[i,j], I[i,j]=δ_[i,j] M = [[M[1,1],M[2,1],...], [M[1,2],M[2,2],...],...], I = [[1,0,0,...],[0,1,0,...],...]
(右は全成分表示。行または列ごとに表示する。例:M=[[1,-1],[3,2]])
●対角行列: diag(a,b) = [[a,0],[0,b]]
●転置行列・随伴行列:M^T, M†("†"は「だがー」で変換可) ●行列式・トレース:|A|=det(A), tr(A)
●複号: a±b("±"は「きごう」で変換可)
●内積・外積: a・b, a×b
●関数・汎関数・数列: f(x), F[x(t)] {a_n}
●平方根: √(a+b) = (a+b)^(1/2) = sqrt(a+b) ("√"は「るーと」で変換可)
●指数関数・対数関数: exp(x+y)=e^(x+y) ln(x)=log_e(x) (底を省略して単にlogと書いたとき多くは自然対数)
括弧を省略しても意味が容易に分かるときは省略可: sin(x) = sin x
●三角関数、逆三角関数、双曲線関数: sin(a), cos(x+y), tan(x/2), asin(x)=sin^[-1](x), cosh(x)=[e^x+e^(-x)]/2
●絶対値:|x| ●ノルム:||x|| ●共役複素数:z^* = conj(z)
●階乗:n!=n*(n-1)*(n-2)*...*2*1, n!!=n*(n-2)*(n-4)*... 質問・回答に標準的に用いられる変数の例
a:加速度、昇降演算子 A:振幅、ベクトルポテンシャル B:磁束密度 c:光速 C:定数、熱・電気容量
d:次元、深さ D:領域、電束密度 e:自然対数の底、素電荷 E:エネルギー、電場
f:周波数 f,F:力 F:Helmholtzエネルギー g:重力加速度、伝導度
G:万有引力定数、Gibbsエネルギー、重心 h:高さ、Planck定数 H:エンタルピー、Hamiltonian、磁場
i:虚数単位 i,j,k,l,m:整数のインデックス I:電流、慣性モーメント j:電流密度・流束密度
J:グランドポテンシャル、一般の角運動量 k:バネ定数、波数、Boltzmann定数 K:運動エネルギー
l,L:長さ L:Lagrangian、角運動量、インダクタンス m,M:質量 n:物質量 N:個数、トルク
M:磁化 O:原点 p:双極子モーメント p,P:運動量、圧力 P:分極、仕事率、確率 q:波数
q,Q:一般化座標、電荷 Q:熱 r:距離 R:抵抗、気体定数 s:スピン S:エントロピー、面積 t,T:時間 T:温度
U:ポテンシャル、内部エネルギー v:速度 V:体積、ポテンシャル、電位
W:仕事、状態数 x,y,z:変数、位置 z:複素変数 Z:分配関数
β:逆温度 γ:抵抗係数 Γ:ガンマ関数 δ:微小変化 Δ:変化 ε:微小量、誘電率 θ:角度 κ:熱伝導率
λ:波長、固有値 μ:換算質量、化学ポテンシャル、透磁率 ν:周波数 Ξ:大分配関数 π:円周率 ρ:(電荷)密度、抵抗率
σ:スピン τ:固有時 φ:角度、ポテンシャル、波動関数 ψ:波動関数 ω:角振動数 Ω:状態密度 ちょっとした物理の質問を書くスレです
お願い事をするスレでも質問に答えてもらえるスレでもありません 京大の過去問らしいのですがⅣ(8)の解説ってこれ間違っていませんか？
なぜ気体の圧力はpなのでしょう？外気圧がpでピストンの質量がmならp+(mg/A)となる気がしたのですが
固定を外してありますし
https://i.imgur.com/Zq7iVj9.jpg
https://i.imgur.com/wPVsE3d.jpg
https://i.imgur.com/6l4J2G7.jpg >>5
弁を閉じた後はもうモルは変わらんから
弁を閉じる直前の状態で状態方程式をしたから
やと思う多分 >>6
ありがとうございます
ほんとだ……
すみませんでした……（切腹） Ⅱの「ゆっくり」っていうのが分からないんですよね
「釣り合いを保って」ということかと思ってしまいましたが
ピストンが重さある以上ありえないですよね
何がゆっくりってことなんですかね？？ 釣り合いを保ってということですよ
あり得ないですけどそういうことにしとくわけです 今気づいたけど「ポアソンの公式が成立するくらいゆっくり」って意味ですね
「ゆっくり」→「釣り合いだ！」と思うのはやめないとダメですね… いいえ、釣り合いでいいんですよ
準静的過程っていってほとんど釣り合ってるということを言い換えです うーんそうなんですか。そうだとするとクソ問題なんですかねやっぱり… それは物理学的に正当な誤魔化しなので問題ありません そうですか？
大学レベルでも突飛な過程だと思いますけど 重力って見かけの力じゃないのかな？
ダークエネルギーこそが真の力 >>17
すいません、Ⅲですね
「ピストンに乗った重りを取り去る→逃し弁を閉じる→ブレーキ解除」で、質量mのピストンがゆっくり下がる、と書いてあるのですが
一連の操作を素早くやるとして、
直後のピストンの運動方程式書くと、下向きに加速度gで運動しますよね？ ゆっくり動くんだから重りを取り去った瞬間気体の圧力がp+mg/Aになるんではってことか。確かにそう取ってもおかしくない 準静的と力のつり合いって関係なくない？
ピストンの単振動の問題とかよくあるけど、準静的で力はつり合ってないよね 日本語は読めるのかもしれないが意味まで理解できないやつが多すぎる 熱力学でほとんど静的な過程とは
気体内の温度・圧力が一様を保つように外力などを僅かづつ変化させ平衡状態が移っていく過程のこと。 >>8
「平衡状態を保ちながら」の意味さ
当然「釣り合いを保って」も含む クーロンの計算において単原子分子が点電荷じゃなくてちゃんとした形がある場合どう計算するん？ >>31
電荷を電荷密度におきかえて
マクスウェル方程式で考えるだけちゃうん
マクスウェル方程式知らない人間なら勉強して ニュートン力学で何を学んだん？
質点は大きさを持たない点粒子として扱うけど、大きさのある実体を扱うとき何を考えたか思い出したらいいと思うの
あとはそれに対応する電磁気的対象を考えるだけや >>31,32あ、はい、すみませんでした、出直してきます(´；ω；`) てか普通にそれぞれ計算して重ね合わせればいいんじゃないですか？ ニュートリノのエネルギーが大きい程、ニュートリノの衝突断面積(相互作用のしやすさ)は大きくなるのですか？ >>38
E(ax+by)=aE(x)+bE(y)なのか
いや時間も含めてM=R*V(R上のテンソル積)上でE(at*x+bs*y)=aE(t*x)+bE(s*y)となるのか(すっとぼけ) ここの回答者って、マックスウェル方程式が線形だということも知らないんですね 私達が普段目にしてるのは正しくはマクスウェルーヘビサイド方程式らしいですね
オリジナルのマクスウェルは非線形らしいです
逆ファラデー効果は前者では説明できないらしいです >>39
エネルギー領域によって、増加する領域もあるが減少する領域もある 物質中の式は非線形だね
当たり前だけど、一番大元の式は線形だよ >>47
返答ありがとうございます。
中性子星からニュートリノが逃げ出すのに10秒くらいかかる理由について考えていた。 物質中の誘電率、透磁率とその非線形性は原子など質量粒子の運動変化が原因。 レールガンの様式にプラズマに電気を流すという物が有るけど、
こんな様式が有るという事は、金属よりもプラズマの方が電気抵抗が小さいのか？
高温に成るほど電気抵抗が小さくなるような話は聞いたこと有るけど、弾丸の後方に接触するって事は、そんなに高温になるかな？
レールガン
https://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%AC%E3%83%BC%E3%83%AB%E3%82%AC%E3%83%B3
>プラズマを電気伝導体として扱うものでは、弾体自体は必ずしも電気伝導体である必要はなく、
>この弾体の進行方向から見て後方に薄い金属箔を貼り付ける様式もある >>54
電気抵抗が高いか低いか知らないけど、プラズマの電気抵抗が小さいという背景があるからではなく、
どうしてもプラズマが発生してしまうという背景があるから、プラズマに電流を流すようなものを考えているのだろう。 冷静になると真空ってなんだ？
式の上で
|Vac> = |0>
みたいに定義して計算してる分には「そういう状態がある」って見えるけど、具体的にどこにあるんだ？
ベクトルポテンシャルみたいによくわからん >>56
物理的に解釈すれば、真空は物質が無い状態だが電磁場的にはエネルギーが無い状態ではない
古典力学的にはスカラー・ベクトルポテンシャルは不定であり、量子電磁力学ではエネルギーの基底状態が有る
一様なエネルギー状態からは何も物理効果が観測されないだけだ。 >>57
ああ、それすらよくわかってなかった。
わかってないのに偉そうなこと言えないけど、それって実在するの？
例えばなんか純粋数学みたいに
「下限はあるにはあるけど、無限に下に降りれる」
みたいなパターンってありえないの？ 要は実験屋的な言い回しになるけど
「測定できない＜対象＞は実在か？」
って話
俺の大学には群速度は測定できないから非実在って言ってる人がいた 物理観測が不可能ならば、物理では実在うんぬんの意味が無い。 物理学は物理量の数学モデルで、物理現象の実験・観測値を説明する学問だ。 ベクトルポテンシャルの観測はよく語られますが、スカラーポテンシャルは観測できますか？
外村氏の実験に相当するものを教えて下さい >>63
物理観測可能なのはポテンシャル（またはエネルギー）の差だけだ、ベクトルポテンシャルも同じ。 >>64
ポテンシャルは数学的に一定条件の任意項を含む、適当な項を選び問題を解けばよいだけ。
簡単にいえば
ニュートン力学や古典電磁気学ではポテンシャルは数学拡張された不定な物理量であり、
一般相対論や量子論では、不定であることが基本的要素の物理量（物理的実在）といえる。 >>66
直線運動における速度の変化のしにくさを表す量が質量なら、
回転運動における回転速度の変化のしにくさを表す量が慣性モーメント。
力のモーメント N、関係モーメント I、角加速度 a の間には、ニュートンの運動方程式(F=ma)と似たような
N=Ia
という関係式が成り立つ。 >>69
ふむふむふむ！ありがとうございます。もう一度読み込んでみます >>64>>68
ゲージ不定性とかBRSTコホモロジーの話ができるスレないの？。 原子の大きさはどうやって決めているんですか？
原子核の大きさはどうやって決めているんですか？
電子大きさはどうやって決めているんですか？ 電子というと固い金属のボールのようなものをイメージしてしまいます。
理由は以下です：
教科書にボールのようなものが書いてある。
分割できないから固いだろう。
固いといえば金属。
みなさん、実際のところ、どんなイメージを持っていますか？ 電子の半径を r とすると、電子の中心から距離が r 未満のところと r より大きいところの境界は
どうなっているのですか？
教科書のボールのような電子のイメージだと、そこはボールの表面ということになりますが。
そもそも電子は完全な球形だと考えられているのですか？ 聞きたいことは、そういうミクロの世界をどうイメージしたらいいのかということです。
電子は分割できないといいますが、分割するとはどういうことですか？ 高校の教科書には、原子核、電子殻がどのようなものか描かれていますが、
あれを鵜?みにしていいのでしょうか？
もし単なる概念図だとすると、高校の教科書はひどいですね。
あれがリアルなものなのかと勘違いしている人が大半ですよね？ >>74
電子は電子という実体です
へんなイメージを持つのは勉強が足りないだけです 数学版から教科書けなして自己満足する奴が来たんか？ 質問失礼します。
電力について、P＝IVという公式がありますが、一方でV＝IRという式もあります。
発電所から消費地へ、なるべく熱損失を少なくするために(考えられる抵抗Rは定数)Iを小さくする、つまりVを高くしなければならないと言われます。
しかしV＝IRという式があり、Rが今は定数なのですから、どうすればそのようなVとIが反比例するような操作が可能なのか分かりません。
P＝IVは1箇所で成立するけど、V＝IRは回路において成立するから、ということですかね？
とにかく、V＝IRではVとRが比例関係にあるにも関わらず、P＝IVに注目してあたかもIとVが反比例関係にあるという考え方が納得できません。 >>76
この意味の分割できないは内部構造を持たないくらいのいみでしかない
例えば水素は実際陽子と電子でできている
陽子は3つのクォークが合わさってできている
しかし電子はというと電子は電子というしかない
普通のボールをイメージしがちだがそれは実際原子でできているため電子のイメージではない
まぁだからこそ電子は大きさを持たない
点でしかないとも言われてる
弦理論では電子とかすべてのものは同一のひもがその振動がちがうために電子に見えたりクォークに見えたりなどしているだけだって考えだが
これは真実かどうかはいまだわかっていない >>77
そら単なる概念図にきまってる
例えば2つめの軌道は8つの電子がすべて同じもののように書いてるけど実際は異なる軌道が合わさったものでしかない >>81
減らしたいのは送電線での損失。これは動かしたい機器の負荷とは別。
なのに1個の抵抗Rしか考えてないから混乱する。
送電線の抵抗rと動かしたい機器の抵抗Rは区別して考えよう。
で、Rでの消費電力が一定の条件でrでの消費電力を小さくするにはどうすればいいか。 >>86
>>87
どちらに反応すればいいのか分からないのでどちらにも反応します。
Rでの電力消費が一定ということはRにかかる電圧Vと回路を流れる電流IにおいてP＝IVが成り立つからその下で考える。
↓
抵抗rでの電力消費P'は、P'=I²rと表されるから、Iを小さくしたい
↓
ここからが分かりません。P＝IVが成り立っているからVを大きくしてIを小さくするというのは大雑把に(多分違う)分かるのですが、何らかの方法でPを一定にしていると仮定して考えるのですか？ >>64>>68>>72
ねー、誰かいい居場所教えてよ
そういう話題に向いてる。 質問失礼します。
初歩的な質問で恐縮ですが2.1の問題の解き方、式の立て方がわかりません。（無事にアップロードできてるかな）
https://i.imgur.com/dQkqtM9.jpg
解答には
(1)dr=(dx,0,0)より4ka^2
(2)dr=(0,dy,0)より9kab^2
とあります。 >>90
連レスしてすみません。
(1)の解答に誤りがありました。
正しくは
dr=(dx,0,0)より4ka^2b
です。(bが抜けました) >>93
定義を確認してきましたがそれでもよくわかりません。。
https://i.imgur.com/R2IYJip.jpg
最初、(1)は
∫ [a,3a] (kxy) dxで積分すればいいと思い計算しましたが結果が4kya^2となりbが含まれません。
簡単であろうところで躓いていて凄く恥ずかしいし申し訳ないです。。 >>90
(1)はFdr=kxbdxをaから3aで積分すればいいと思います >>94
その区間は常にy=bだから合ってると思います あ、出た答えでy=bとすれば解決するのか..
見落としてましたようです...
お騒がせしました。ありがとうございました。 >>94
それではないですねベクトルの時は
まあ解決したようなので良かったですけど √1.2^2+2.4^2=√1.2^2(1^2+2^2)=1.2×√5
√より左の数字は√の中でお願いします
左の式から真ん中の式の行き方がわかりません。なぜいきなり足し算が掛け算になるのでしょうか ■ このスレッドは過去ログ倉庫に格納されています
