円運動の面積速度一定は入試で実際に使っていいのでしょうか、教科書に書いていませんが…

円運動の面積速度一定は入試で実際に使っていいのでしょうか、教科書に書いていませんが…

質問者からの補足コメント

• この問題の（3）ですが、面積速度一定により1/2rv＝1/2（r -Δv）（v＋Δv）らしいです

  
    補足日時：2020/09/02 23:46

• 解答を見るとAに働く力が中心力なので、面積速度が一定である、と書かれています
  中心力については大学範囲らしいですが、（仮に）大学範囲の知識も使ってよい、ならそのような解答でもよいのではないでしょうか

    補足日時：2020/09/03 11:31

• 正直面積速度一定を示してか、使うのは試験の場で現実でないかと思います
  つまりは、中心力がかかっているなら面積速度一定、は大学の内容らしいですが、書くとしたら自己責任で、と言うことになるのではないでしょうか（調べるとこのようなページも出てきました）

  
    補足日時：2020/09/03 14:22

• ΔE自体は、後の設問にも登場しています
  力学的エネルギーを使った解答については別解として書かれています

  
    補足日時：2020/09/03 15:54

• 別の参考書の問題です

  
    補足日時：2020/09/03 21:05

• 問題の続きです

  
    補足日時：2020/09/03 21:08

• これが解答です、このような問題の時は面積速度は使ってもいいでしょうか、前問が単にΔEから求めよ、という流れだったから使うべきでなかっただけですか？

  
    補足日時：2020/09/03 21:13

• この場合参考書の解答自体を書いてはいけないということなので、受験生の身としては本当なのか、慎重にならざるを得ません（大学範囲の知識を使えばより早く解けるような問題もあると思います）
  元の問題については、面積速度を示す意図の問題であるためそれを使うべきではない、と分かったのですがそのような意図のない別の問題では面積速度を使ってよいのか、疑問に感じています、よろしければご教授下さい

    補足日時：2020/09/04 22:04

No.14 ベストアンサー 回答者： finalbento 回答日時： 2020/09/05 01:01

お礼コメントに対してですが、大学の入試問題と言うものは当たり前の話ですが「まだ大学に入っていない」と言う人が解くものです。

なので「大学の知識がなければ解けない大学の入試問題」などと言ったものが理屈に合わないのは分かり切った当たり前の話です。


私が高校の頃には核磁気共鳴の話は学校では習わなかったのでよく分かりませんが、少なくとも問題を作った人は「これは高校の理科の範囲で解ける(∴大学の知識は必要ない)」と考えて出題しているはずです。もしも本当に「高校の理科の範囲では解けない」と言う問題だったとしたら、それは入試問題としては不適切と言う事になります。

この回答へのお礼

なるほど、核磁気のような問題は（恐らくは）例外的な物だという事は分かりました
他の問題でも面積速度一定の式を使わずに解くべき、ということになるでしょうがそれは別の質問で立てるべき、というご指摘もあったのでそうする事にします、ありがとうございました

お礼日時：2020/09/05 01:24

No.13 回答者： finalbento 回答日時： 2020/09/05 00:19

下の回答のお礼コメントに対して少し。

これは「大学の知識」ではありませんが、高校の物理では「微積分を(露わな形で)使ってはいけない」と言う決まりになっているそうです。高校の力学の問題でも微分方程式を使えば簡単に解けるものは少なくありませんが、高校物理のルールとしては「それはダメ」と言う事になります。


それから「(問題を解くのに)大学の知識を使ってもよいかは大学による」などと言った事はあり得ません。それを認めると言う事は「文科省の指導を否定する」と言う事に他ならないわけですから、高校の理科教育そのものが崩壊しかねません。さすがにそんなバカな真似をやる大学はないはずです。

この回答へのお礼

化学の話を持ち出して申し訳ないですが、（物理では例がぱっと思いつけません）化学では核磁気共鳴（MRI）の典型問題があります、メチル基とメチレン基、アミノ基とイミノ基のCやNが、同じ環境にあるのはどれ、という内容ですが教科書にはほんの参考程度にしか書かれておらず実質教科書の知識のみでは解答不可能だったと思います（指導要領にもないでしょう）
大学の知識が絶対に入試と関係がない、という事は同意しかねます

お礼日時：2020/09/05 00:47

No.12 回答者： puyo3155 回答日時： 2020/09/04 23:57

意見じゃないよ。

そうやって決まってるんだよ。何から出題されるか。決めなきゃ入試なんて出来ない。

この回答へのお礼

もちろんほぼ全ての入試問題は（全てかは置いて置きます）高校の指導要領内で解けます、ただ僕の認識としては大学の知識などを使えば明らかに速く解ける問題もあり、その大学の知識を使ってもよいかは大学による、というものです

お礼日時：2020/09/05 00:06

No.11 回答者： puyo3155 回答日時： 2020/09/04 23:45

教科書に出てないことは入試で使えない。

高校の指導要領が前提。バカでもわかる常識。

この回答へのお礼

教科書にない事は入試で使えない、それは一つの意見です、ありがとうございました

お礼日時：2020/09/04 23:55

No.10 回答者： puyo3155 回答日時： 2020/09/04 23:27

討議ばではないので、自分が気がついて違う問いかけしてる時点で、別質問です。

それから、どんな回答しようと自由です。ボランティアサイトで、あなたに金もらってるわけでもないので。

この回答へのお礼

別質問？何が元の質問と認識されているのか分かりませんが元の質問は「教科書に書いていないが、面積速度一定は実際に使ってよいのか」です
どんな回答でもいいボランティアサイトなのですから、どうか忌憚のない意見を、お願いします

お礼日時：2020/09/04 23:42

No.9 回答者： puyo3155 回答日時： 2020/09/04 22:59

別の質問は別に立ててください。

ルールだから。

この回答へのお礼

別の質問？そもそも円運動の面積速度が一定であることが受験で使っていいか、の質問をしてこの例は誘導に沿っていないから駄目、ではこの例ではどうかという会話の流れだと思います
何も議論を進展させるような考えがないなら返信して頂かなくても結構です（この返信の後にも）

お礼日時：2020/09/04 23:25

No.8 回答者： puyo3155 回答日時： 2020/09/04 21:38

質問してさ、他の人が解説してるんだから、まず自分が間違っている前提で人の話聞けよ！って話。

適応できるも、できないもない。面積速度は一定になることを、順序だてて解く問題だから、結論を使っていいわけないじゃん。
理由をしめせ！に対して、理由なんてない！と答えているようなもの。大学、高校うんうんの問題じゃない。
公式をどこまで使っていいか、っていう問題とも全く違う。

あきらかに使っていい公式だとしても、その公式を導く過程を問う問題なら、その問題の回答に公式は使えない。
あたりまえの話。

No.7 回答者： varietyknowledge 回答日時： 2020/09/03 20:12

>解答を見るとAに働く力が中心力なので、面積速度が一定である、と書かれています

>中心力については大学範囲らしいですが、（仮に）大学範囲の知識も使ってよい、ならそのような解答でもよいのではないでしょうか

良くない。
No.1の回答で書いたけど、もう一度書けばよかったか。

この問題は、No.1の回答で書いた、

>仮に出たとしても「楕円の面積速度は一定」であることの証明になるかな。

に該当する。
「楕円の面積速度は一定」の証明問題なのに、「楕円の面積速度は一定であるから」と解答するのは間違い。
（No.3で循環論法と回答したが、もっと悪い）

No.6 回答者： tknakamuri 回答日時： 2020/09/03 17:18

>力学的エネルギーを使った解答については別解として書かれています

この解説は誤っていると思うよ。

普通、解く手順を細かく指定する問題は
前の手順の結果を踏まえて次を解くことを
期待してる。
ΔEが求まればΔVが求まるのは自明の理なのに
無視して面積速度=―定で解くなら
エネルギーの計算も最初から面積速度一定から出せばいい。
E=TΔr なんて全く不要。

でも、そんなことすると、題意を無視したとして
間違いなく減点されると思う。

No.5 回答者： tknakamuri 回答日時： 2020/09/03 15:28

>（仮に）大学範囲の知識も使ってよい、ならそのような解答でも

>よいのではないでしょうか

それでは問題の指示を無視してしまいます。
面積速度一定が前提で良いなら
ΔEなんて要らないですよね。


この問題は、ΔE=TΔrを使って系の運動を求めるのが
主旨だと思います。

面積速度一定はこの問題の場合
ΔV/V=Δr/r
ですが、これは

ΔE=TΔr、T=mV^2/r →ΔE=(mV^2/r)Δr①
E+ΔE=(1/2)m(V+ΔV)^2②

から、つまり、エネルギー保存則だけで
簡単に導くことができます。