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大学範囲の物理の問題です。

初めて見る問題で、どのように考えれば良いのか分かりません。
ご教示お願い致します。

「大学範囲の物理の問題です。 初めて見る問」の質問画像

A 回答 (2件)

これは回転座標系で考えないと難しいでしょう。


管が止まって見える回転座標系では、球に遠心力とコリオリの力が働く。
この内、球の動ける方向の力は遠心カだけなので、球の運動方程式は
'は時間微分を表すとして

mr''=mrω^2 (r'' は rの2階時間微分 つまり加速度 (^-^; )

定数係数の2階線形微分方程式の解き方は
教科書を見ていただくとして、答えは天下りですが(^-^;

r=c1・e^ωt+c2・e^(-ωt)
r'=dr/dt=ν=c1ω・e^ωt-c2ω・e^(-ωt)

初期条件
r(0)=r0
r'(0)=v(0)=0
から
c1+c2=r0
c1-c2=0
→ c1=c2=r0/2
→r=r0・coshωt
→r'=v=r0・ω・sinhωt


管と球の接触方向は球の運動方向と垂直。
つまり、管と球の接触力は球にかかるコリオリの力と釣り合うはずなので

N=2mων

オンラインで解いたので、間違ってるかも(^-^;

考察

回転しない座標系でみると、球の移動方向と、球と管との間の接触力は
垂直では無くなるので、球は管との接触力で加速する。
これを回転座標系でみると、接触力は加速に関与せず、仮想の遠心カ
が加速を行っているように見える。
でも、結果は同じ筈。
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そんな質問ないでしょう。


あなたの知識は? 何がわからないの? 似たような問題は知らない?

宿題のまるなげサイトではありません。
大学生ならなおさらです。

あしからず。
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昔は電子のことは知られていませんでした。

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>電池を繋いだときにショートしないためには電池の起電力分の電位降下が抵抗で起きなければなりません(その電位降下は消費電力が原因?)。よって抵抗には電位差及び電場ができます。

なんか、因果関係が逆ですね。
電池をつなげば、回路全体に「電場」ができて、電荷が移動し始めます。抵抗がなければ、この電荷は電場によって加速され続けて「無限大」の電荷が流れます。これが「短絡」です。通常は、導線のわずかな抵抗に大量の電流が流れ、消費電力「I^2・R」の発熱で導線が焼き切れます。
抵抗があれば、加速される電荷は「抵抗」(通常は、電荷と抵抗を構成する電子との衝突)によって一定値(電流、電圧、抵抗の平衡状態)以上の電荷は流れず、そのバランスに相当する「電圧=電位差」が維持されます。

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>電池を繋いだときにショートしないためには電池の起電力分の電位降下が抵抗で起きなければなりません(その電位降下は消費電力が原因?)。よって抵抗には電位差及び電場ができます。

なんか、因果関係が逆ですね。
電池をつなげば、回路全体に「電場」ができて、電荷が移動し始めます。抵抗がなければ、この電荷は電場によって加速され続けて「無限大」の電荷が流れます。これが「短絡」です。通常は、導線のわずかな抵抗に大量の電流が流れ、消費電力「I^2・R」の発熱で導線が焼き切れます。
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Q物理基礎の水圧の公式はなぜ丸暗記ではいけないのですか? もちろん他の公式もこの公式も、何故そうなるの

物理基礎の水圧の公式はなぜ丸暗記ではいけないのですか?
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しかし、私が今やっている参考書も、物理の先生も、この公式は自分でしっかりと導き出せるようになれと言います。
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あまり気にする事は無いですよ(^^)
水圧の公式の導出過程に物理を勉強する上でのエッセンス的なものが含まれているわけではありませんから・・・(^^;)
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Qなぜ陽子の電気量と電子の電気量は大きさが同じなのでしょうか?

陽子の質量は電子の1800倍もあるのに、
なぜ電気量の大きさは同じなのでしょうか
陽子の電気量はもっと大きくてもよさそうな気がするのですけど…

それから核力っていうのは引力みたいなものでしょうか?

Aベストアンサー

陽子の質量は電子の1800倍もあるのに、
なぜ電気量の大きさは同じなのでしょうか
陽子の電気量はもっと大きくてもよさそうな気がするのですけど…>

素粒子物理学の標準理論という理論では、陽子は3個のクォークが結合してできている。
クォークは6種類がある。そのうち、アップクォーク(記号uと書く)2個とダウンクォーク(記号dと書く)1個が結合してuudが陽子を構成している。
uの電荷は(+2/3)e,dの電荷は(-1/3)eで合計は+eである。クォークを単独で取り出すことはできないので、分数の電荷が現れることはない。中性子はuddの構成なので、電荷は0である。
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「陽子の質量は電子の1800倍もあるのに」という疑問の答えは、質量の大部分は強い力の結合エネルギーで、電荷と直接は関係ないらしい。「なぜ電気量の大きさは同じなのでしょうか」という疑問の答えは、陽子がuudという内部構造を持っているから、となる。
しかし、1/3,2/3という分数が出て来るとは意外でした。また新しい疑問が出てしまった。「現実の世界がそうなっている」と認めるしかないでしょう。

陽子の質量は電子の1800倍もあるのに、
なぜ電気量の大きさは同じなのでしょうか
陽子の電気量はもっと大きくてもよさそうな気がするのですけど…>

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あの、F×hは仕事量と思うのですが、なぜ発熱と言っているのでしょうか?>
実験が終了するまでの説明を書きたかったので、発熱と書いた。速度,運動量は
実験が終了すると0になる。エネルギーは、エネルギー保存則があるので、すぐには
0にならない。衝撃が起きたとき、エネルギーは発熱や音や振動や飛散物の運動エネルギーになり、これらはすべて、最終的には熱になって消えるので、発熱と書いた。
実は、運動量も運動量保存則があるので、消えないが、それは地球の運動量の変化となるが、地球の質量が大きいので、速度変化は、地球上の人には感じられない。

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違いはなんとなくわかりますが、力積とエネルギーで求める式が違う理由はよくわかりません。>
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運動量やエネルギーがどうなっているかをよく調べるのが、世界をよりよく解明する道であろう。

下向きの力はFで、下向きの衝撃はFtなのでしょうか?>
この質問は正しいです。そのとおりです。
F=mg,Ft=M=mgt=m√(2gh)

あの、F×hは仕事量と思うのですが、なぜ発熱と言っているのでしょうか?>
実験が終了するまでの説明を書きたかったので、発熱と書いた。速度,運動量は
実験が終了すると0になる。エネルギーは、エネルギー保存則があるので、すぐには
0にならない。衝撃が起きたとき、エネルギーは発熱や音や振動や飛散物の運動エネルギーになり、これらはすべて、最終的には熱になって消えるので、発熱と書いた。
実は、運動量も運動量保存則があるので、消えないが、それは地球の運動量の変化となるが、地球の質量が大きいので...続きを読む

Q物理と数学は違う!物理と数学は同じ!どちらだと思いますか?

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まったく違う学問です。

物理は、この世の、物質や力などの根底の仕組みを解き明かすものです。だから、・・・理論、・・・定理というものに理屈はありません。すべては、その時点でもっとも確からしい仮説であり、そう考えると、自然の仕組みがもっともよく理解できるっていうことです。仮説から導き出させる現象の理屈がいかにすっきりしているか? それが、実験によって確かめられるか?などがあわさって、理論が認知されます。

数学はそれとはまったく別で、公理と言われる前提から、論理的に導き出される、純粋な理論の体系であり、自然界の現象とは直接のつながりはありません。

多くの解答で、裏腹だとか、つながっているとされるのは、物理の理論を考察するツールとして数学が使われることと、数学的理論を突き詰めたことから予想される現象が、逆にあとから発見されたりすることで、物理と数学は切っても切れない印象があるからだと思います。しかし、根本はまったく違うものなのです。


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