物理にはどんな分野があるんですか?自分は高校生ですが結構詳しく教えてください。

このQ&Aに関連する最新のQ&A

A 回答 (2件)

わかりやすく簡単にしときます。

まず、物理の一番大きな部分は力学です。力学には円運動や単振動を含みます。次に大きな部分は、電磁気学です。電磁気学には電気に関する問題と磁気に関する問題があります。後は波動、熱力学、原子です。まとめると、力学、電磁気学、波動、熱力学、原子に関する問題です。とりあえず、重要度を述べときますね。一番力学。二番電磁気学。残りは、学校によって様々なので志望校によって違います。なんと言っても力学は重要。なぜなら、との分野と違って問題に考えさせられる問題が多いからです。最後におすすめの参考書なんか述べときます。『難問題の系統とその解き方』は物理の習いたての人はやんないほうがいいです。基礎がしっかりついてないときにやっても効果ありません。東大を目指す人でも高3になってからやる問題集です。『標準問題精構』はある程度物理に慣れてきたらじっくりとくのがいいかも。基礎をつけて発展を目指すなら絶対『橋本の物理』がいいです。塾とかで教わるよりわかりやすいですよ。『重要問題集』は絶対やめといたほうがいいです。問題自体よくありません。物理の基礎を身に付けたいなら、やっぱ『橋本』だ戸思いますよ。またはSEGに通ってみるのもいいかも。私もSEGのOBです。物理を駿台とかよりも数倍本質を教えてくれます
    • good
    • 0
この回答へのお礼

何事も基礎が大事と言うことですね。いろいろな参考書を教えていただいて有難うございました。受験に役立てようと思います。

お礼日時:2001/07/01 10:19

■まず大分類として…


基礎物理学/応用物理学
理論物理学/実験物理学 という分け方もあります。

■手法による分類でいうと…
理論物理学の下位分野として、数理物理学(計算物理学)
物性物理学(基礎論)
非線形物理学

■研究対象による分類でいうと…
固体物理学
プラズマ物理学
電磁気学
(核)放射線物理学
高エネルギー物理学(理論/実験に分かれる)

生物物理学

●とくに素粒子系は細分化していて、
原子(核)物理学,素粒子物理学,クォーク・レプトン核物理学,ハドロン物理学
量子論,量子通信理論

●他に天文・宇宙系も
宇宙物理学(さらに理論/観測に分かれる)
天体物理学(これも理論/観測に分かれる)
他に銀河物理学,宇宙核年代学,高エネルギー宇宙物理学,ニュートリノ天文学など

■また力学も物理の一分野です。
統計力学(下位分野として非平衡系統計力学)
熱力学
流体力学(理論/実験に分かれる。下位分野として乱流力学、宇宙物理への応用例として相対論的宇宙流体力学など)

「学者ごとに分野が立つ」といっても過言ではないので、系統的分類ができるものではありません。
現代において重要視される分野が拡大してさらに下位分野に細分化する傾向があるので、分野は「研究テーマ」だと思った方がいいかも。
    • good
    • 0
この回答へのお礼

とても詳しく教えてくださって有難うございます。「学者ごとに分野が成り立つ」ぐらいなんですねとっても広い学問なんですね。べんきょうになりました。

お礼日時:2001/07/01 10:15

このQ&Aに関連する人気のQ&A

お探しのQ&Aが見つからない時は、教えて!gooで質問しましょう!

このQ&Aを見た人が検索しているワード

このQ&Aと関連する良く見られている質問

Q単振動のエネルギー保存則の導出について 運動方程式

単振動の運動方程式から、エネルギー保存則を導出する過程について分からない所があります。

 運動方程式:my''+ky=0 の両辺にy'をかけて変形する
            ↓
 d/dt (my'^2)/2 + d/dt (my'^2)/2 ・・・(1) (ここまでは、理解できます)

この後の操作が、参考書によって、(1)式を時刻t1からt2まで積分すると書いている場合と、時刻0からtまで積分すると書いている場合がありました。

A). t1~t2まで積分(t1での変位をy1、t2での変位をy2)
 (1/2)my2'^2 - (1/2)my1'^2 + (1/2)ky2^2 - (1/2)ky1^2 = 0 ・・・(2)
 ここから、運動エネルギーとバネエネルギーの和が時刻t1とt2で等しい   としているもの。

B). 0~tまで積分(tでの変位をy)
 (1/2)my'^2 + (1/2)ky2^2 = const.(一定)・・・(3)    としているもの。

 ここで、気になったのが(1)式の右辺の0を積分する場合に、(2)式が0になるのは分かるのですが、(3)式で0を0~tまで積分した際に、0ではなくconst.となる違いがよく分かりません。(2)式で右辺がconst.となってもおかしいですし、(3)式で右辺が0になってもエネルギーがないことになってしまっておかしいので、導出された(2)式、(3)式とも正しいのは分かかるのですが....。

よろしくお願い致します。

単振動の運動方程式から、エネルギー保存則を導出する過程について分からない所があります。

 運動方程式:my''+ky=0 の両辺にy'をかけて変形する
            ↓
 d/dt (my'^2)/2 + d/dt (my'^2)/2 ・・・(1) (ここまでは、理解できます)

この後の操作が、参考書によって、(1)式を時刻t1からt2まで積分すると書いている場合と、時刻0からtまで積分すると書いている場合がありました。

A). t1~t2まで積分(t1での変位をy1、t2での変位をy2)
 (1/2)my2'^2 - (1/2)my1'^2 + (1/2)ky2^2 - (1/2)ky...続きを読む

Aベストアンサー

時刻tでの全エネルギーをE(t)と書いてみます.
A)の場合は,E(t1) = E(t2) ということで,kaerusyotyouさんの理解されている通りです.
B)の場合は,E(t) = E(0) を示した事になります.この等式は任意の時刻tで成立するので,
「E(t)はどの時刻でも一定の値 E(0)を取る」と表現する事もできます.
これが式(3)の E(t) = const. の意味になります.

Q物理学の研究分野では、実験で生じる誤差は可能な限り0にすることが前提なんでしょうか?

物理学の研究分野では、実験で生じる誤差や、平均値の標準偏差は、可能な限り減らすことが、当然のこととして認識されているのでしょうか?誤差を0に収束させるように努力することは、物理学の本質に迫るという意味で、できるだけ必要とされることなのでしょうか?また、実験データを理論式でフィッティングする場合も、理論と実験に矛盾がない場合は、きれいにフィッティングされることが望まれるんでしょうか(フィッティングできない場合は、新たな理論や原因を考察する必要があると思うのですが)?

Aベストアンサー

誤差を可能な限り減らす努力は必要ですが、ゼロにする事は出来ません。逆に、理論計算の値が実験値と1桁上ずれてたりする事もあります。(金属のせん断エネルギ実測値と、分子結合の転移による理論値等)。そういう場合は、指摘のように逆に理論の修正をする場合もあります。

Q単振動の運動方程式 Scilabについて 

摩擦のない床の上にある物体がばねで壁につながれているとします。このとき物体に働く力はばねの弾性力だけということになります。
単振動の運動方程式について考えています。

これについて、以下のようにScilabを用いて考えます。
いかのScilabでの考察が分からなくて困っています。

// 重りの質量と、ばねのばね定数、最初に引っ張る長さ
m = 1;
k = 1;
L = 1;

// 初期値
x0 = [L, 0]' ; // [ ]' は転置
t0 = 0;

// 連立微分方程式の係数行列
w = k/m;
M = [ [0 1] ;
[-w 0] ] ;

// 導関数の定義
deff("xdot = df(t,x)", "xdot=M*x"); // x=[x1, x2]'となっている

// 数値解の計算
t = t0: 0.01: 5; // t0-5秒までを0.01区切りで
y = ode(x0, t0, t, df);

// yも行列なので、物体の位置は1行目の要素をとればよい
plot2d(t, y(1,:), 5); // 5 は色を指定する数
xgrid(2);

以上がScilabでの考察なのですが、「初期値」とは何なのでしょうか??
「連立微分方程式」はどの関係を式であらわしているのでしょうか??
「導関数」はどんな式ですか??読み取れません…また、どのようにその式が導かれるのかも知りたいです。(これが一番知りたいです!!)

回答よろしくお願いします。

摩擦のない床の上にある物体がばねで壁につながれているとします。このとき物体に働く力はばねの弾性力だけということになります。
単振動の運動方程式について考えています。

これについて、以下のようにScilabを用いて考えます。
いかのScilabでの考察が分からなくて困っています。

// 重りの質量と、ばねのばね定数、最初に引っ張る長さ
m = 1;
k = 1;
L = 1;

// 初期値
x0 = [L, 0]' ; // [ ]' は転置
t0 = 0;

// 連立微分方程式の係数行列
w = k/m;
M = [ [0 1] ;
[-w ...続きを読む

Aベストアンサー

まずはこの系の図を書いて、質点にに関する運動方程式を書いてください。話はそれからです。

Q高校生の物理!原子物理学です!

原子物理学のX線の発生の勉強をしていたのですが、良く見るグラフの縦軸に「X線強度」という言葉があります。X線強度とは具体的に何の事なのでしょうか??
詳しい人がいたら教えて下さい!

Aベストアンサー

Wikipediaの電磁波の項を参照下さい。
X線もラジオやテレビ、無線電話など、或いは赤外線や可視光線の電磁波の周波数が高い場合に相当します。
例えば同じ周波数の赤い色の光でも、強い光、弱い光等がありますね。
その光の強さをX線の場合はX線強度として表します。

光を受ける側の単位面積当りの入射エネルギー量が多いか少ないかの単位で表される場合、
或いは全放射エネルギー等で表される事もあるかと思われます。

Q運動方程式が立てられない(ばねの単振動)

添付した問図の問題で、運動方程式が立てられなくて困ってます!

問題⇒自然長l1、ばね定数k1のばねと自然長l2、バネ定数k2のばねの間に質量mのおもりをつけてなめらかな面に置き、両方のばねの他端を自然等の位置で固定した。運動方程式を求めよ。

ちなみに教科書の答えは、

m[xの二回微分] = -k1(x-l1) + k2(l1+l2-x-l2)

が正しい答えのようです。すみませんが[]の中は微分演算子d/dxを使って読みかえてください。
特に第二項がわけわからんです。なぜこういう式になるのか、教えていただきたいです!ちなみにフックの法則の式、微分を用いた運動方程式の基本は知っているつもりです。
よろしくお願いしますm(__)m

Aベストアンサー

こんにちは。

まず、最初に申し上げますが、
その模範解答を書いた人は、阿呆だと思います。
なぜならば、l1が1つ決まればl2も1通りで決まるので、
運動方程式の中には、l1とl2の両方を書く必要がないからです。

また、
そもそも「自然長」をl1、l2 と指定しているのに、
伸び縮みしたバネの長さもl1、l2と書いているのも阿呆です。
(ですから下の回答では、大文字でL1、L2 と書くことにします。)


1.
まず、あまりよくない解き方を示します。

ばね1によるおもりへの力は、-k1(x-L1)
これは、簡単。

次に、
ばね2によるおもりへの力は、右から左に見て
-k2((全長-x-L2)=-k2(L2+L1-x-L2)
だけれども、これを左から右に見たときは符号が逆になるから
+k2(L2+L1-x-L2)

この考え方は、右方向がプラスだとする考え方をしないで計算してから、後から戻すということなので、
かなり変な考え方です。

よって、2つのばねによるおもりへの合計の力は
-k1・(x-L1)+k2(L2+L1-x-L2) ←ご質問文にある式
 = -k1・(x-L1)+k2(L1-x)
 = -k1・(x-L1)-k2(x-L1)
 = -(k1+k2)(x-L1)
結局、L2は消えて、L1だけ残りました。


2.
今度は、よい解き方です。
ばね1もばね2も自然長のときのおもりの位置をゼロとする座標をy(=x-L1)と置けば、
・ばね1によるおもりへの力は、-k1・y
・ばね2によるおもりへの力は、-k2・y

よって、2つのばねによるおもりへの力の合計は、
-k1・y - k2・y = -(k1+k2)y
 = -(k1+k2)(x-L1)


ちなみに、
m[xの二回微分]
は、
m・d^2 x/dt^2
と書けばよいですよ。


以上ご参考になりましたら幸いです。

こんにちは。

まず、最初に申し上げますが、
その模範解答を書いた人は、阿呆だと思います。
なぜならば、l1が1つ決まればl2も1通りで決まるので、
運動方程式の中には、l1とl2の両方を書く必要がないからです。

また、
そもそも「自然長」をl1、l2 と指定しているのに、
伸び縮みしたバネの長さもl1、l2と書いているのも阿呆です。
(ですから下の回答では、大文字でL1、L2 と書くことにします。)


1.
まず、あまりよくない解き方を示します。

ばね1によるおもりへの力は、...続きを読む

Q高校理科の問題(物理分野)

高校理科の教科書の問題です。

・「1tの乗用車が時速60キロメートルで走行しているときの運動エネルギーは何Jか。」
(答え:1,4×(10の5乗)J)
・「高さ200mの校舎の屋上から質料200gの鉄球を落下させたとき、地面に達する直前の鉄球の測度はいくらか。」
(答え:2,0×10m/s)

答えもついているのですが、どうしてそうなるのかわかりません。教えてください。よろしくお願いします。

Aベストアンサー

3回目

------------------------------------------------------------
1.
単位を、kg、m、s に直して
運動エネルギー = 1/2・M・v^2
に代入するだけです。
Mに、1000(kg) を代入。
vに、60×1000(m)/3600(s) = 60×1000/3600 (m/s) を代入。

よって、
運動エネルギー = 1/2・M・v^2
 = 1/2 × 1000 × (60×1000/3600)^2
 ≒ 138888.889・・・
 ≒ 140000
 = 1.4 × 100000
 = 1.4 × 10^5

------------------------------------------------------------

2.
高さhにある、質量Mの物体の位置エネルギー = Mgh
高さ0mに落ちると位置エネルギーがゼロになるので、
それが全部、運動エネルギーに変わります。
Mgh = 1/2・M・v^2

両辺ともにMで割れるので、
gh = 1/2・v^2
です。

ですから、
Mが200マイクログラムであろうが、200グラムであろうが、
200キログラムであろうが、200トンであろうが、
関係ありません。

v^2 = 2gh
v = √(2gh)

gに、9.8(m/s^2)を代入。
hに、20(m)を代入。

v = √(2×9.8×20)
 = √392
 = 19.7989899・・・
 ≒ 20
 = 2.0 × 10^1

------------------------------------------------------------


では、本当に、これにて退散・・・・・

3回目

------------------------------------------------------------
1.
単位を、kg、m、s に直して
運動エネルギー = 1/2・M・v^2
に代入するだけです。
Mに、1000(kg) を代入。
vに、60×1000(m)/3600(s) = 60×1000/3600 (m/s) を代入。

よって、
運動エネルギー = 1/2・M・v^2
 = 1/2 × 1000 × (60×1000/3600)^2
 ≒ 138888.889・・・
 ≒ 140000
 = 1.4 × 1000...続きを読む

Q単振動の運動方程式の解(複素数表示?)

中学の者ですが、なんとか独学でここまで理解しています。
答えの載っていない参考書を持っていて、
それを読みながら勉強しているのですが、
ある問で、
微分方程式m(d^2x/dt^2)=-kt
の解は
x=A*exp(iωt)+B*exp(-iωt)   (ただしω=√(k/m) )
の形で表わされることを示せ
というのがありました。
微分方程式の解き方は分かっていたので、素直に
x=C*sin(ωt+D)   (CとDは定数)
としました。
ここからどうやって示すべき式に持っていくのでしょうか。
見当がつきません。
それから、速度をあらわす式vを時間tで表わし、
t=0のときx=a、t=0のときv=0という条件で、A,Bを
aとωを用いて表せというのもありました。
これは与えられた
x=A*exp(iωt)+B*exp(-iωt) 
をそのままtで微分していいということなのでしょうか。
機械的にやってみたのですが、AもBもa/2という結果になり、
ωは出てきませんでした。

いま一つ問題が何を読者に気付いてほしいのかわからないことと、
最初に書きました表示の部分が分かりません。
どなたか詳しく教えていただけませんか。お願いします。

中学の者ですが、なんとか独学でここまで理解しています。
答えの載っていない参考書を持っていて、
それを読みながら勉強しているのですが、
ある問で、
微分方程式m(d^2x/dt^2)=-kt
の解は
x=A*exp(iωt)+B*exp(-iωt)   (ただしω=√(k/m) )
の形で表わされることを示せ
というのがありました。
微分方程式の解き方は分かっていたので、素直に
x=C*sin(ωt+D)   (CとDは定数)
としました。
ここからどうやって示すべき式に持っていくのでしょうか。
見当がつきません。
それから、速度を...続きを読む

Aベストアンサー

とりあえずよくつかわれる解法です。
与えられた式は
m(d^2x/dt^2)+kx=0・・・(1)
です。
ここで、x=exp(λt)…(※)とおいて(1)に代入すると
mλ^2+k=0・・・(2)
の関係が得られる。
これの根はλ+=+j√(k/m)=jω、λ-=-j√(k/m)=-jωです。(ω=√(k/m)とおきました)

これらから得られる解(λ+,λ-を(※)に代入)を線形結合して、
x=A*exp(jωt)+B*exp(-jωt)
です。
(No.4さんのリンク先の、2階の場合 を参考にしてください)


質問者さんのような解法でいくなら、
x=C*sin(ωt+D)
=C*sinωt*cosD+C*cosωt*sinD
=Asinωt+Bcosωt(C*cosDも、C*sinDも定数なので、A,Bに置き換えました)
これにNo.3さんリンクのオイラーの公式を当てはめてみてください。


速度はおっしゃるとおりの解法で兵器です。xを時間微分して、初期条件を代入すれば、係数が決まります。


問題の意味というのは難しいですが・・・ 質問の微分方程式は、単振動の微分方程式(調和振動)と呼ばれています。物理において基本的な微分方程式の1つであるため、これを解けるようにしておくことはとっても意味があります。(ニュートンの運動方程式はxの二階微分方程式ですよね!!)
(d^2x/dt^2)=-(k/m)x
という式は、
「自分自身を二階微分すれば、係数が-(k/m)が出てくるけど、自分自身は変わらない」という風に見えるので、確かにsin,cos やexp(j~),exp(-j~)
って感じがしませんか?

2問目は、初期条件によって、係数が定まることを教えたいのかと思います。(係数が定まるということは、ある初期条件のもとでの物体の運動(x)が一意に表現できる ということ。)

とりあえずよくつかわれる解法です。
与えられた式は
m(d^2x/dt^2)+kx=0・・・(1)
です。
ここで、x=exp(λt)…(※)とおいて(1)に代入すると
mλ^2+k=0・・・(2)
の関係が得られる。
これの根はλ+=+j√(k/m)=jω、λ-=-j√(k/m)=-jωです。(ω=√(k/m)とおきました)

これらから得られる解(λ+,λ-を(※)に代入)を線形結合して、
x=A*exp(jωt)+B*exp(-jωt)
です。
(No.4さんのリンク先の、2階の場合 を参考にしてください)


質問者さんのような解法でいくなら、
x=C*sin(ωt+D)
=C*sinωt*cosD+C*...続きを読む

Q高校物理の力学分野ってどこ?

今アメリカに住んでいるので進学希望に合わせて日本の高校物理を自分で独学しなければいけません。私に必要なのは特に力学分野だということで力学を中心に勉強したいのですが、どこが力学なのかわかりません。
物理に時間を大量に費やすことができないので必要最低限だけ学んでおきたいのですが・・・

日本の高校で物理を勉強している方、教えている方、物理に詳しい方、
「力学分野」では何を勉強するのかを教えてください!!

ちなみに使う教材はシグマベストの「理解しやすい物理I・II」です。
こちらの教材のどこが力学か分かる方、教えていただけると助かります。

Aベストアンサー

こんばんは。

学習指導要領でよろしいかと思います。
こちらから抜書きします。(文科省の公式サイト)
http://www.mext.go.jp/b_menu/shuppan/sonota/990301d/990301f.htm


★をつけたところが力学です。


第4 物理I
2 内容
(1) 電気
 生活の中で用いられている電気や磁気の性質を観察,実験などを通して探究し,それらへの関心を高めるとともに,基本的な概念や法則を理解させ,電気の性質と日常生活とのかかわりについて認識させる。
ア 生活の中の電気
(ア) 電気と生活
(イ) モーターと発電機
(ウ) 交流と電波
イ 電気に関する探究活動


(2) 波
 地震波,水波,光,音などいろいろな波について共通の性質を観察,実験などを通して探究し,波動現象についての基本的な概念や法則を理解させるとともに,それらを日常生活と関連付けて考察できるようにする。
ア いろいろな波
イ 音と光
(ア) 音の伝わり方
(イ) 音の干渉と共鳴
(ウ) 光の伝わり方
(エ) 光の回折と干渉
ウ 波に関する探究活動


★(3) 運動とエネルギー
 日常に起こる物体の運動や様々なエネルギーの現象を観察,実験などを通して探究し,それらの基本的な概念や法則を理解させ,運動とエネルギーについての基礎的な見方や考え方を身に付けさせる。
ア 物体の運動
(ア) 日常に起こる物体の運動
(イ) 運動の表し方
(ウ) 運動の法則

---
イ エネルギー
(ア) エネルギーの測り方
(イ) ★運動エネルギーと位置エネルギー
(ウ) 熱と温度
(エ) 電気とエネルギー
(オ) ★エネルギーの変換と保存
ウ 運動とエネルギーに関する探究活動
---


第5 物理II
2 内容
★(1) 力と運動
 運動とエネルギーについての基礎的な見方や考え方に基づき,物体の運動を観察,実験などを通して探究し,力と運動に関する概念や原理・法則を系統的に理解させ,それらを応用できるようにする。
ア 物体の運動
(ア) 平面上の運動
(イ) 運動量と力積
イ 円運動と万有引力
(ア) 円運動と単振動
(イ) 万有引力による運動


(2) 電気と磁気
 電気や磁気に関する現象を観察,実験などを通して探究し,電気や磁気に関する基本的な概念や原理・法則を系統的に理解させ,それらを様々な電磁気現象に応用して考察できるようにする。
ア 電界と磁界
(ア) 電荷と電界
(イ) 電流による磁界
イ 電磁誘導と電磁波
(ア) 電磁誘導
(イ) 電磁波


(3) 物質と原子
 物質と原子に関する現象を観察,実験などを通して探究し,物質の物理的な性質が原子や分子などの運動によってもたらされることを理解させ,固体の性質を電子の状態と関連付けて考察できるようにする。
ア 原子,分子の運動
(ア) 物質の三態
(イ) 分子の運動と圧力
イ 原子,電子と物質の性質
(ア) 原子と電子
(イ) 固体の性質と電子
(4) 原子と原子核
 光や電子の波動性と粒子性,原子や原子核,素粒子における現象を観察,実験などを通して探究し,量子的な考えなど基本的な概念や原理・法則を理解させる。
ア 原子の構造
(ア) 粒子性と波動性
(イ) 量子論と原子の構造
イ 原子核と素粒子
(ア) 原子核
(イ) 素粒子と宇宙
(5) 課題研究
 物理についての応用的,発展的な課題を設定し,観察,実験などを通して研究を行い,物理学的に探究する方法や問題解決の能力を身に付けさせる。
ア 特定の物理的事象に関する研究
イ 物理学を発展させた実験に関する研究



以上、ご参考になりましたら幸いです。

こんばんは。

学習指導要領でよろしいかと思います。
こちらから抜書きします。(文科省の公式サイト)
http://www.mext.go.jp/b_menu/shuppan/sonota/990301d/990301f.htm


★をつけたところが力学です。


第4 物理I
2 内容
(1) 電気
 生活の中で用いられている電気や磁気の性質を観察,実験などを通して探究し,それらへの関心を高めるとともに,基本的な概念や法則を理解させ,電気の性質と日常生活とのかかわりについて認識させる。
ア 生活の中の電気
(ア) 電気と生活
(イ) ...続きを読む

Q(高校物理)単振動に必要な力について

単振動の運動方程式は

ma=-Kx (xは変位)

ですが、比例定数Kは

K=mω^2

ですか?
それなら、なぜKとまとめるのでしょうか?
定数だがK=mω^2とならない場合がある、という事ですか?

運動方程式から角振動数ωを導出する過程で疑問に思い、先に進めません。

Aベストアンサー

Kはばね定数といい、ばねに力Fを加えた時の伸びをXとすると

     F=KX

によって定義され、単位はN/mです。

このばねが最初にありきで話が始まります。

運動方程式

ma=-Kx

を満たす解は

x=x0sinm(ωt+φ)で表され、角速度ωは

ω=√K/m

となることが導かれます。これを書き換えたのが質問者が問題にしている

K=mω^2

です。つまり運動方程式を解いた結果であって、最初からωがわかっているわけではありません。

Q(物理のエッセンス)の物理 力学分野の 等加速運動に関する問題についての質問でございます。

解答解説を、読んでも、初学者で、大検レベルの私には、理解出来ず、この場を借りて質問させて頂きました。


問題


t=0の時、初速度0、t=3の時、V=6の正の等加速度運動をしている物体がある。

その後、t=3の時の、V=6から、t=4の時、V=0と負の等加速度を始めた。


(1)4秒間の走行距離が、元の位置に戻る時刻を求めよ。


という問題でございます。


解答にはt=2+4=6

答えは、6sと、解答解説されておりました。


質問(1)


4秒間の走行距離が、元の位置に戻る時刻を求めるためには、どのような、公式を用いて、6sと求めるのでしょうか?

t=2+4の2と、4は、それぞれどのような、公式を使い求めるのでしょうか?


質問(2)

解答解説には、t=2+4=6sとなっておりましたが、なぜ、
t=2+4というように、2と、4を足さないといけないのでしょうか?

なぜ、足す必要が、あるのでしょか?


大変稚拙な内容で、恐縮ですが、一つ一つご回答ご解説して頂ければ、大変助かります。

宜しくお願い申し上げます。

解答解説を、読んでも、初学者で、大検レベルの私には、理解出来ず、この場を借りて質問させて頂きました。


問題


t=0の時、初速度0、t=3の時、V=6の正の等加速度運動をしている物体がある。

その後、t=3の時の、V=6から、t=4の時、V=0と負の等加速度を始めた。


(1)4秒間の走行距離が、元の位置に戻る時刻を求めよ。


という問題でございます。


解答にはt=2+4=6

答えは、6sと、解答解説されておりました。


質問(1)


4秒間の走行距離が、元の...続きを読む

Aベストアンサー

ポイントは一定加速度αの運動は
 V=Vo+αt
 X=Xo+Vot+αt^2/2
と書けることです。V,Xは時間tにおける速度,変位、Vo,Xoはt=0におけるV,Xの値(初期値)です。条件からα,Vo,Xoを決めれば解答完了です。
(前半)
ここではXo=0に採ってよさそうなので、
 V=Vo+αt
 X=Vot+αt^2/2
です。さらにt=0でV=0ということでVo=0、t=3でV=6よりα=2、よって
 V=2t
 X=t^2
です。t=3でX=9となることを抑えておきます。
(後半)
考え方は同じです。一定加速度も初速度も前半とは変ると考えて、各々β,V1とします。このとき
 V=V1+βt
 X=X1+V1t+βt^2/2
Vについてt=3でV=6、t=4でV=0、これから
 6=V1+3β
 0=V1+4β
V1とβに関する連立方程式ができて、これをといて
 V1=24,β=-6
よって
 V=24-6t
 X=X1+24t-3t^2
t=3でX=9の条件からX1=-36
よって
 X=-36+24t-3t^2

これで話は終わりです。多分X=0となる時間を求めたりするのでしょう。

ポイントは一定加速度αの運動は
 V=Vo+αt
 X=Xo+Vot+αt^2/2
と書けることです。V,Xは時間tにおける速度,変位、Vo,Xoはt=0におけるV,Xの値(初期値)です。条件からα,Vo,Xoを決めれば解答完了です。
(前半)
ここではXo=0に採ってよさそうなので、
 V=Vo+αt
 X=Vot+αt^2/2
です。さらにt=0でV=0ということでVo=0、t=3でV=6よりα=2、よって
 V=2t
 X=t^2
です。t=3でX=9となることを抑えておきます。
(後半)
考え方は同じです。一定加速度も初速度も前半とは変ると考...続きを読む


人気Q&Aランキング

おすすめ情報