教えて下さい。

A 回答 (4件)

mv^2/rというものは等速円運動のF=mv^2/rの式の右辺の式で表されます。


gedo-syoyaさんの2.運動の法則に書いてあるように合力Fというものは,質量mと加速度aによってF=maという式で表されます。
これは直線方向に等しい割合で速度が増加して運動するものを等加速度運動というのですが,それの円運動バージョンです。このF=mv^2/rの式のv^2/mの所が等速円運動の場合,加速度aにあたるわけです。
だから基本の式のF=maの式となんらかわりありません。
難しく書いてあるだけです。直線も円運動の場合も基本式F=maは変わりません。
これが第二法則にあたるわけです。

だいたい力学の初歩の本にほとんどかいてあるので,掲示板ばかりでなく,自分で探すことも重要です。微分積分の概念がわからないと難しいので,勉強が必要になります。

またわからないことがあったら言って下さい。
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高校の物理の最初に出てくるところです。



力学的エネルギーにはさまざまな種類があって、重力による位置エネルギー、弾性力による位置エネルギー、運動エネルギーなどがあります。

●重力による位置エネルギー
U=mgh
(m;質量、g;重力加速度、h;高さ)
と表されます。

●弾性力による位置エネルギー
ばね定数k、自然長からの距離xとして、
U=(1/2)*kx^2
と表すことができます。

●慣性力による位置エネルギー
U=m*(v^2/r)
(m;質量、v;速さ、r;回転半径)
と表されます。

●運動エネルギー
K=(1/2)*mv^2
(m;質量、v;速さ)
と表されます。

大事なことは、エネルギーの和が保存されるということです。位置エネルギーだったものが運動エネルギーになったり、運動エネルギーだったものが熱になったり、そういうことがよく起こりますが、全体としての(地球規模で考えたときの?!)エネルギーの和は変わりません。

詳しくは高校の物理の教科書や参考書を見ると良く分かるでしょう。
「物理入門」(駿台)など。
「力学」の分野の「力学的エネルギー」のところです。

参考URL:http://www.gakusan.com/
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普通の中学のレベルではベクトルという概念を考えることはあまりないと思います。


ベクトルというのは簡単にいうと,矢印を考えてもらうとわかりやすいのですが
矢印は向きを表しますが,それに力がプラスされたものがベクトルといいます。
つまり向きと力を両方兼ね備えているわけです。
中学では向きというものは考えず力だけで考えているはずです。これをスカラーといいます。何故ベクトルというものが出てくるというと高校に行くと習いますが便利だからです。もちろんこれだけが理由でありませんが。
加速度というものは車を考えてもらうとわかるように等しい速さで物体が動くのではなく,等しい速度例えば40キロのスピードで走っている車に毎秒1キロメートルずつ速さを加えていくと・・・1秒後には41キロ,2秒後には42キロ,3秒後には43キロとどんどん早くなっていくのがわかりますね。
これが加速度というものです。
補足にある式ですがこれも高校にいくと習います。mv^2/2という式は力学的エネルギー保存則の運動エネルギーにあたります。言葉だけは習うと思いますが式は中学ではあまりでないのではないのでしょうか?

もう1つの式ははっきりいって高校レベルなので無視して結構です。
この式は等速円運動という合力を表す式です。

合力とは,例えば綱引きを考えてもらうとわかるのですが引っ張り合いをしているとだいたいどちらかに引っ張られます。ずっと止まってる場合もありますが。
逆方向に引っ張っているのに一方向に引っ張られているのならば,単にその方向にその力で引いているのと変わりがありません。ようするに力がうち消しあってその力だけ残っているということです。

gedo-syosaさんの回答は中学生にはわかりずらかったかもしれないので
できるだけ簡単に説明させてもらいました。
これでわからないことがあったらまたお返事をください。

この回答への補足

力のとこで習いました。矢印の長さで力の大きさを表しました。
mv^2/2の式で何が出るんですか?運動エネルギーっていうやつですか?
mv^2/rっていうやつも教えてほしいです。

補足日時:2002/04/09 13:19
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◆ 1.慣性の法則



外力が働かない、または力がつり合っているとき
物体は静止、または等速直線運動をする。

◆ 2.運動の法則

物体に働く合力Fベクトルの向きに加速度aベクトルが生じ、
その加速度の大きさは合力の大きさに比例し物体の質量に反比例する。
(ma=F)

◆ 3.作用・反作用の法則

物体Aが物体Bに力を働かせると物体Bから物体Aに同じ作用線上で
大きさが等しく向きが反対の力が働く。

この回答への補足

ベクトル、加速度、合力とはなんなんですか?
あるサイトで、(mv2)/2とかmv2/rとかいうのを見かけました。これが何なのか知りたくて質問しました。教えてください。
今、中3なんですが、難しすぎますか?

補足日時:2002/04/08 18:54
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md^2x/dt^2=Fx,md^2y/dt^2=Fy,md^2z/dt^2=Fzとなる。
(万有引力の法則はf=GMm/r^2である。)
ここで、一方の質量Mが非常に大きく、原点Oに固定されていると考えてよい場合、質量mの物体に働く万有引力は
F'=(Fx,Fy,Fz)={(-GMm/r^2)(x/r),(-GMm/r^2)(y/r),(-GMm/r^2)(z/r)}
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まず幼名についてですが、数を使うケースは多くありません。通常は長寿を願う(竹千代=徳川家康)とか、逞しく育つことを願う(梵天丸=伊達正宗)とか、あるいは迷信の縁起担ぎ(拾=豊臣秀頼)などの理由で名づけられました。徳川家斉のように、あまりにも沢山子供が生まれる(実に55人!)ので、男子は第二子以降順番に数字を幼名にしたというフトドキモノもいましたが、これはむしろ例外です。

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No.1&2です。質問者さんは高校生ですか? 微分積分は分かりますか?

>ma=F→この式は時間が含まない。

いいえ。

加速度は
 a = Δv/Δt (正確には、微分を使って a = dv/dt )
ですから時間を含んでいます。(「加速度は時間の関数である」ということです)
定義として「単位時間当たりの速度の変化」ということですから時間に関係します。
「ある時間後に、速度がどのようになっているか」を示すものですから。


>FΔt=maΔt。第二法則(力積側から見た)が及ぼした結果。つまりΔt間(または1秒でも10秒でもいいのだが、)tの間だけは等加速度直線運動をする。ここまでは分かりました。

加速度が
 a = Δv/Δt
であることは分かりますか?
つまり
 FΔt=maΔt = mΔv = Δ(mv)
ということです。
「力積は、運動量の変化に等しい」
と習いましたよね?

なお、「等加速度運動」と「等加速度直線運動」は意味が違います。分かりますね? 力も加速度も速度も、みんなベクトルですから。


>この後、等速直線運動(抵抗がなければ)を続けますが

これは「前提」ではなく、結果です。「外力が働かない、摩擦や空気の抵抗などが働かなければ」という条件下で、どのような運動をするかという結果です。
下記のように、「F=0 なので a=0 、よって v=一定、つまり等速運動する」ということです。


>①F=maの状態が保存されたまま、Δt秒から等速直線運動をするのか?

 F=0 なので a=0 つまり加速度ゼロ→ v=一定 ということになります。
 力積の式で言えば、
  FΔt = mΔv
で、F=0, m≠0 なので Δv=0 です。これは、Δt≠0 のときでも成り立ちます。

 なので、「等速運動」している最中にも、ずっと F=ma が成立しているということです。
これによって「F=0 なので a=0 、よって v=一定、つまり等速運動する」ということです。


>②F=maを変形してF-ma=0すなわち、Fは物体に加速度を与えたことにより、消失し、F=0によりa=0となり、等速直線運動をするのか?

「Fは物体に加速度を与えたことにより、消失し」ということはあり得ません。
運動方程式は、「左辺が力」「右辺が物体の運動」を表わし、この両者が「比例関係にある」ことを示しているのです。(「等しく」なるのは、「比例定数が1になるように、両辺の単位を適切に定めている」からに過ぎません)

これは、ばねの復元力の式
 F = -kx
や万有引力の式
 F = GMm/r^2
のように「発生する力の大きさ」(ある意味では「力の発生のしかた」)を表わしている式ではありません。

だからこそ「運動の第二法則」(「法則」ですぞ!)なのです。単なる「等式」ではありません。

No.1&2です。質問者さんは高校生ですか? 微分積分は分かりますか?

>ma=F→この式は時間が含まない。

いいえ。

加速度は
 a = Δv/Δt (正確には、微分を使って a = dv/dt )
ですから時間を含んでいます。(「加速度は時間の関数である」ということです)
定義として「単位時間当たりの速度の変化」ということですから時間に関係します。
「ある時間後に、速度がどのようになっているか」を示すものですから。


>FΔt=maΔt。第二法則(力積側から見た)が及ぼした結果。つまりΔt間(または1秒でも10秒でも...続きを読む

QN(ニュートン)をキログラムへ

お世話になります

ニュートンをkgに変換したいのですが下記お教えください


960㎏は 何ニュートンでしょうか?  960×9.8=9408Nでよろしいでしょうか?

また 1500Nは 何㎏でしょうか?   1500÷9.8=約153㎏ でよろしいでしょうか?


以上お教えください

Aベストアンサー

ニュートンは力の単位で、「1kgの質量の物体に対して、1m/s^2の加速度を生じさせる力」が1N(ニュートン)です。

 物理で習う「F=ma」(力)=(質量)×(加速度) の関係で、右辺に「1kg」「1m/s^2」を当てはめた時に左辺を「1」とする単位ということになります。
 まず、この定義をしっかりと覚えましょう。そうすれば換算の意味が分かるはずです。


 次に、ご質問の換算を考えましょう。

 地球上では、あらゆる物体に、下向きの重力加速度が「9.8m/s^2」の大きさで働いています。
 ここに質量1kgの物体を持ってくると、下向きに力が働きます。質量1kgの物体に働く力は、

   F=ma :(力)=(質量)×(加速度) 

ですから、

   (力)F = 1(kg) × 9.8(m/s^2)
       = 9.8 (N)

ということです。


 従って、ご質問にある「960kg」の物体には、地球上では下向きに

  960(kg) × 9.8(m/s^2) = 9408(N)

の力が働きます。

 また、「1500N」の力を、地球上で下向きに発生させる質量Mは、

  M(kg) × 9.8(m/s^2) = 1500(N)

から

  M = 1500 / 9.8 ≒ 153(kg)

となります。


 ご質問が「少しおかしい」ことに気づきましたか? ニュートンとkgは同等の単位ではないのです。
 宇宙の無重力空間では、重力加速度「9.8m/s^2」がありませんので、質量を力に換算することができません。
 宇宙空間(無重力)では、物体は質量がいくらあっても、そのままでは空間に浮いているだけで、何も力は働きません。(力は0ニュートンということです)
 地球上だから、質量が「重さ」という下向きの力になるのです。

 地球上では「質量」が重力加速度によって「力」(重さ)になりますので、「重さ」をそのまま「力」として呼ぶ単位があります。地球上で「1kg」の質量に下向きに働く力を「1kgf」(重量キログラム、キログラムフォース)と呼ぶ単位です。ただの「kg」ではなく「kgf」であることに注意してください。
 お分かりの通り、

  1(kgf) = 1(kg) × 9.8(m/s^2) = 9.8(N)

ということです。

 ご質問で「ニュートンを kg に変換したい」とあるのは、正確には「ニュートンを kgf(重量キログラム)に変換したい」ということだと思います。「質量と力とは別物」ということと、地球上に限ってできる換算であることを認識した上で使いましょう。

ニュートンは力の単位で、「1kgの質量の物体に対して、1m/s^2の加速度を生じさせる力」が1N(ニュートン)です。

 物理で習う「F=ma」(力)=(質量)×(加速度) の関係で、右辺に「1kg」「1m/s^2」を当てはめた時に左辺を「1」とする単位ということになります。
 まず、この定義をしっかりと覚えましょう。そうすれば換算の意味が分かるはずです。


 次に、ご質問の換算を考えましょう。

 地球上では、あらゆる物体に、下向きの重力加速度が「9.8m/s^2」の大きさで働いています。
 ここに質...続きを読む

Qエネルギー消費を抑えるという表現は熱力学第一法則から考えて正しいか理由を述べなさいという問題がわかり

エネルギー消費を抑えるという表現は熱力学第一法則から考えて正しいか理由を述べなさいという問題がわかりません

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正しくない。

エネルギーは消費されるものではなく、変換されるもの。
変換の前後で、エネルギーの性質は変わっても、エネルギー量は変化せず、消費もされない。

すなわち、熱力学第一法則における「エネルギー消費を抑える」とは、あるエネルギーを別のエネルギーに変換する際に、変換したいエネルギー以外に生じる「エネルギーの損失を抑える」と言うこと。

たとえば自動車エンジンなどの内燃機関は、燃料(化学エネルギー)から生じる熱エネルギーを運動エネルギーに変換する機構であり、この際に生じる「音」「振動」「熱放散」などがエネルギーの損失。
これら損失を低減することにより、「燃料の消費量が抑えられる」とは言えるが、エネルギーそのものが消滅したり減少することはない。

Q「シャルドネ」とは、白ワインと言う意味でしょうか?

「シャルドネ」とは、白ワインと言う意味でしょうか?

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ブドウの品種の一つがシャルドネということになりますが、白を作るか赤を作るかで、使用するブドウの品種が異なってきます。
シャルドネは白ワイン用の品種ですから、商品名にシャルドネとあれば、まず白ワインだと考えられます。

Qニュートンのような近代の物理学者は 物理法則が根本的に対称的であることを純粋に信じていた、 というイ

ニュートンのような近代の物理学者は
物理法則が根本的に対称的であることを純粋に信じていた、
というイメージがあるのですが、

だとしたら、現に身の回りの物質の位置が全然対称的でないことをどのように理解していたのでしょうか?

Aベストアンサー

対象の意味がわかっていませんね。物理の思想を、日常の感覚で置き換えて質問しても無意味です。


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