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半径1㎝,の鉄球に中心線すなわち直径方向に電流1アンペアを流した時に,中心線を対称とした鉄球内部の磁束分布は中心線から90度方向に中心はゼロで鉄球表面が最大と思われます。
 ここで,先の状態にて鉄球を中心線から90度回転させたときの鉄球内部の磁束密度分布がどうなるかを知りたいです。鉄の残留磁束密度は最大に対して0.7と仮定します。
 磁束分布と電流とにより鉄球がさらに回転する方向にローレンツ力が働くと思われますが,そのときの鉄球内部の磁束密度がゼロの部分がどのように偏移するかを知りたいです。

質問者からの補足コメント

  • 説明不足の質問ですみませんです。懸案の事象のスライド動画URLを下に掲げます。
    「ベアリングモーター回転原理の考察№2」ですが,コメント欄に詳細を述べています。


    また,ウィキペディアにて,「ボールベアリングモーター」を検索されてください。
    そこに,「残留磁束によるローレンツ力説」にわたくしの説明を載せております。

      補足日時:2017/06/11 00:18

A 回答 (1件)

様子がよく分からず、ご質問の意味がよく把握できません。



まず、「鉄球」と「電流」は別物ですか?
鉄球の中心を通って貫通する直線上の導線に電流を流すということ。つまり、鉄球があろうがなかろうが、電流のまわりに磁場が発生している状態で、その磁場中に鉄球があるということ。

さらに

>中心線を対称とした鉄球内部の磁束分布は中心線から90度方向に中心はゼロで鉄球表面が最大

「中心線から90度方向」とは、導線を中心とした円筒で考えると、「半径方向」ということですか?
「磁束分布」は導線を中心とした同心円状かと思いますが、その強さ(磁束密度)は 1/r^2 に比例するので、鉄球内部では「鉄球表面が最小」かと思います。(中心線では定義できません)

>鉄球を中心線から90度回転させたときの鉄球内部の磁束密度分布

この回転が、導線(電流)を軸にした回転であれば、磁場は導線(電流)を中心線として回転対称(磁束線は円)ですから、鉄球内部の磁束密度分布は変わらないと思います。

>磁束分布と電流とにより鉄球がさらに回転する方向にローレンツ力が働くと思われますが

磁束線は同心円(磁場の方向は接線方向)なので、これと同じベクトル方向に運動する鉄球内部の自由電子や原子核にはローレンツ力は働きません。

上記のようにことごとく納得できないので、何か違う条件を考えられているのかと思います。その条件をきちんと図なり画像で示していただけるとありがたいのですが。
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ポリエチレン、ポリスチレン、ウレタンなどの合成樹脂系の断熱材の場合は、素材自体の吸湿や透湿がほとんどないので、外装材に防湿性は必要ではありませんが、グラスウール、ロックウールなどの無機質ファイバー系の場合は、空気を透過してしまうので、水蒸気の透過率が高いです。
したがって、防露が必要な断熱として使用する場合は、外装材に防湿層が必要となります。
また、建築物の用途や規模により、断熱材も不燃材である必要がある場合は、不燃材料であるグラスウール、ロックウール、ガラスアルミクロスなどしか使用できない場合があります。
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ご回答宜しくお願いします!

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核分裂の意味をまったく理解していないようですね。
「核分裂の連鎖反応」と、それを起こさせる「起爆機構=核分裂物質を1か所に集めること」を分けて理解しましょう。後者に「火薬」が使われますが、これは「核爆弾」の爆発力とは関係ありません。

1.核分裂の連鎖反応

核爆発のためには、「核分裂」の「連鎖反応」というものを起こす必要があります。

(1)まず、「核分裂」とは、「核分裂物資」(ウラン235やプルトニウム239)が中性子を「捕獲」して不安定になり、2つの原子核に分裂する現象です。つまり
  U235 + n → 核分裂(例えば ストロンチウム + キセノン や イットリウム + ヨウ素)+ 3~4n
  Pu235 + n → 核分裂(例えば ストロンチウム + バリウム や ニオブ + ヨウ素)+ 3~4n
など。

(2)1つの核分裂が起こると、上記のように3~4個の中性子が放出されるので、このうち「最低1個以上」が周囲の「核分裂物資」に捕獲されれば、次の核分裂が起こります。
 1つの核分裂で3~4個の中性子が放出されるので連鎖反応は簡単なように見えますが、放出された中性子は他の原子核に捕獲されたり、外に漏れだしたり、「核分裂物資」に捕獲されても核分裂を起こさないこともあるので、「連鎖反応」を起こすのは意外に難しいのです。

(3)これを繰り返すことで「核分裂」の「連鎖反応」が起こります。

(4)原子力発電などでは、「最低1個以上」を「ちょうど1個」にすることで安定に一定の「核分裂」の「連鎖反応」を維持します。(一定の連鎖反応を維持する状態を「臨界」といいます)

(5)核爆発では、これを「1を超える」ようにして、「連鎖反応」のたびに「核分裂」の数が拡大するようにします。つまり「連鎖反応」が急激に「増大」するようにしています。(これは「臨界」に対して「超臨界」ということです)

 上の(2)に関しては、ウランの場合には、核分裂するウラン235は、天然ウランの中には0.7%しか含まれていません。残りの99.3%を占めるウラン238は核分裂しませんので、3~4個の放出された中性子はほとんどがこのウラン238の捕獲され、核分裂の連鎖反応は起こりません。
 このため、ウラン235の割合を増やす「ウラン濃縮」ということが必要となります。兵器として使用されるウランは、核分裂するウラン235の割合を90%程度に増やしたものです。(この「濃縮」技術は軍事機密です)

 ウランは自然界に存在しますが、プルトニウムは天然には存在しません。ただし、上記の「核分裂しないウラン238」を原子炉の中に入れておくと中性子を捕獲して「プルトニウム239」ができます。これを「再処理」して取り出せば、核爆弾の原料として使えます。(原子炉内の使用済み燃料を「再処理」してプルトニウムを取り出すのも軍事技術です。日本では、「核兵器を持たない」という協定の下で、この技術を供与されています)


2.核爆発の起爆機構

 濃縮したウランを球形にすれば、一部の中性子は球の中のウラン235に捕獲され、一部の中性子は球の外に飛び出します。体積(=ウラン235の量)は半径の3乗、表面積は半径の2乗で大きくなりますので、半径を大きくするほど「飛び出す」よりも「捕獲される」中性子が増え、核分裂の連鎖反応を起こしやすくなるわけです。一定の半径まで大きくすると「臨界」(核分裂連鎖反応を維持する)の大きさになります。
 そこで、「この大きさの球であれば核分裂の連鎖反応を起こす(つまり「臨界量以上」)」という大きさの「ウラン235の球」を作り、これを2つ(または複数)に分割して、1個だけでは連鎖反応を起こさない大きさにします。この「断片」を急激に近づければ、核分裂の連鎖反応を起こすわけです。これが「ウラン型原爆」の原理です。
(ただし、2個のウラン片が近づく過程で「臨界」になって連鎖反が起こり始めると、その力で2個のウラン片を逆に引き離そうとするので、十分な連鎖反応(爆発力)が起こりません。この辺の「起爆」のやり方は軍事機密です。#2さんのおっしゃる「爆縮」は球を「多数のくさび形」に分けて、それを一瞬のうちに1か所に集める技術です)

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例えば振り子の周期について次元解析によって周期が√L/gに比例するとわかるらしいのですが、なぜこうなるとわかるのですか?
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Aベストアンサー

>また試験で間違いを減らすことができるのは既存の法則で考えた時、
>新たな定数をそのような場面で用いる可能性は薄いからm=aなどといった式は
>排除できる可能性が高いという感じですか?

普通運動方程式を立てたら任意の比例定数なんて持ち込みません。
不要だからです。次元は普通に物理法則に基づいて式をたてれば
勝手に合います。合わなければミスしているのです。

そういう塩梅ですから次元による検算は勘違いやミスの検出に
非常に役に立ちます。普通無意識に式を書きながらやってますね(^^;

Qチェルノブイリ原発事故後には人が周囲に住めないのに、広島の原爆の後に何故人が住めたのですか? 広島の

チェルノブイリ原発事故後には人が周囲に住めないのに、広島の原爆の後に何故人が住めたのですか?
広島の人たちが原爆と知らなかったからですか?

あと、チェルノブイリ事故後70年経ったとして、放射線の影響はあるのでしょうか?

そもそも、原爆と事故を一緒にしてはいけないのでしょうか?

どなたか詳しい方教えてもらえないでしょうか。

Aベストアンサー

原発と原爆ではパワーレベル、つまりウランの量がまるで違います。
事故を起こしたチェルノブイリ4号炉はwikiによれば電気出力1GW(100万KW)、熱出力3.2GW(320万KW)でした。
この原子炉を1日運転した場合に発生する熱出力は広島原爆の約4個分に相当します。事故の際に1年分の燃料が入っていたのであれば広島原爆1500個分の核物質が存在したことになります。原爆とは桁違いに多い核物質があったのです。ですから事故で拡散した放射能も半端な量ではないのです。
原爆は大きな街を吹っ飛ばすのでものすごいパワーと思うかもしれませんが意外に小さいのです。というか原発が大きいのです。
ちなみに地震で壊れた福島の原発も同程度の規模ですからウランの量は同じ程度ありました。それが4基あったので総量は広島原爆5000個分程度のウランがあったはずです(正確なことは確認していませんが)。
ついでに、原発は発生した熱の30%程度しか電力にできません。70%は海を温めています。

Qコンデンサーのしくみを教えてください!

初歩ですみませんが、教科書に書いてある以下のところで引っかかっています。

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②やがて地面を基準とした金属板の電位がVになると、自由電子は移動しなくなる。
③地面につないだ別の金属板Bを金属板Aに向かい合わせると、静電誘導により地面から金属板Bに自由電子が移動して金属板Bが負に帯電し、金属板Aの電位が下がる。
④再び電位がVになるまで金属板Aから地面へ、また地面から金属板Bへ自由電子が移動する。

ここの③の最後、「金属板Aの電位が下がる」のはなぜですか?負に帯電した金属板Bを近づけると、Aのプラス電荷がAから逃げちゃうんですか?

Aベストアンサー

>Aのプラス電荷がAから逃げちゃうんですか?
逆。電荷が一定の場合電位差が小さくなります。

電荷量がー定なら、電極間の電束密度、電気力線密度とも
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単純に極板間の電位差は極板間距離に比例する
ことになります。

Q何故g、kgを重さの単位で使うのですか?

重さ=力であり単位はニュートンです。でも一般に「肉400グラム下さい」とか「私の体重は60kgです」とかいいます。(技術書ではこの製品の質量は○○kgと言っています。)
明治の初めに西洋の度量衡が入ってきたと思いますが、何故重さをニュートンでは無くグラムにしたのですか?

Aベストアンサー

明治初期にはニュートンの単位は無いです、1948年に単位として採用されたのですが、日本で教えられるようになったのはもっと後で1980年代辺りだと思います。
それまでは重さはkg重や重量kgとし教えていた記憶がありますね。

ただ、重さ=質量の認識が多かったのは確かですね。
「肉400グラム下さい」「私の体重は60kgです」という例を挙げられているのですが、
昔は、近所のお肉屋さんでも風呂屋さんでも、天秤ばかりが主流で実は質量をちゃんと測定していましたよ。

Q一般相対論 アインシュタイン方程式を解く

趣味で物理を勉強中です。
これまで幾度か質させていただきます。

専門的に勉強した方からすれば、くだらない質問カモですが。

アインシュタイン方程式を解くことは、

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シュヴァルツシルト計量、ロバートソンウォーカー計量 云々。

なんか今ひとつピンとこないのですが。

Aベストアンサー

>あまりにも理想化されて、単なる数学のお遊びに見えてしまうのです。
という貴方の感覚は、物理学はもちろん、化学・生物学・経済学などに現れる数学モデルを扱う上で、とても貴重なものだと思う。というのも、研究者の中には、理論の美しさに惚れ惚れするあまり、それがどれほど現実を反映したものなのかという肝腎な問題に無頓着な人がしばしばいるのである。超弦理論など、いつもそこを突かれ批判されてきたものだ。経済学などはどうやらもっとひどい状況で、全然経済活動の現状を表現できていないまま、政党や企業の御用学者ばかりが幅を利かしているというように、話には聞くのだが…。
閑話休題。もっとも一般相対論は、先に説明した天文学上の理由で、ほぼ正しいと見なされている理論である。それを一旦は(より正確な理論が現れることも考え、程々に)信じて、教科書を読み進めて頂ければと思う。今はピンとこなくとも、学び続ける内に、心の底から納得することはできずとも、少なくとも妥協ならできるようになるのではないだろうか。

Qこれって数学的何ですか?

数学の自由研究について調べるうちにこんなものを発見しましたhttp://buzz-plus.com/article/2015/01/12/janken/

数学的ってなんか数字を使ってるイメージなんですけど、これはデータの読み取りですか?

数学が好きな方、詳しい方は僕の言ってる意味が分かんないと思いますが、是非回答をお願いします。

僕は数学が苦手です。

Aベストアンサー

ゲーム理論のナッシュ均衡というものがあります。

数学ですので、数式を用いて説明すると以下の通りになります。
標準型ゲーム G = (N, S, u) (N はプレーヤーの集合、S = prod_{i in N} S_i は戦略の組の集合、u = (u_i)_{i in N} ; (u_i : S rightarrow mathbb{R}) は効用の組)において、戦略の組 s^* in S がナッシュ均衡であるとは、全てのプレーヤー i in N と、全ての s_i in S_i に対して、 u_i(s^*) geq u_i(s_i, s^*_{-i})

どうですか?全く意味がわからないですよね。

具体的な例を出して説明すると少しはましかもしれません。

冷蔵庫を販売している家電量販店AとBがあるとします。
AとBがお互い時期をずらしながら定期的にセールを開催し、冷蔵庫を販売している中、新手の家電量販店Cが出店し、激安価格で冷蔵庫を販売したとします。
AもBも負けじと価格を下げ、これ以上下げれない状態まで、AとBとCが価格を下げきり、しかも、ここで価格を上げると売れなくなってしまうため、損するような状況であれば、これはナッシュ均衡と言えます。利益が出ない状況まで値下げしてしまったけど、もう価格を戻すこともできない、まさに硬直状態ですね。

このようにナッシュ均衡は、身の回りにもたくさんあふれているものですので、そういった事例を探していくのは研究のひとつになるかもしれませんね

ゲーム理論のナッシュ均衡というものがあります。

数学ですので、数式を用いて説明すると以下の通りになります。
標準型ゲーム G = (N, S, u) (N はプレーヤーの集合、S = prod_{i in N} S_i は戦略の組の集合、u = (u_i)_{i in N} ; (u_i : S rightarrow mathbb{R}) は効用の組)において、戦略の組 s^* in S がナッシュ均衡であるとは、全てのプレーヤー i in N と、全ての s_i in S_i に対して、 u_i(s^*) geq u_i(s_i, s^*_{-i})

どうですか?全く意味がわからないですよね。

具体的な例を出して説明する...続きを読む

Q断熱変化についての質問です。

等温変化をP-V図で表すと、右上領域に行けば行くほど温度が上がることが分かりますよね。それは状態方程式を用いてP=nRT/Vと表すことができ、Tが大きくなればなるほど、右上領域に等温線が移動するからです。
ここで質問なのですが、断熱変化をP-V図で表すと、右上領域に行けば行くほど吸熱する?ということを教わったのですが、断熱変化をP=~の形で表した時に、等温変化の時のT のように、~の分子中にQが現れたりするのでしょうか?そもそも断熱変化をP=~の形で表すことは可能ですか?可能ならばその式も教えて頂けると幸いです。
的外れな質問かもしれませんが、ご回答宜しくお願いします!<(_ _)>

Aベストアンサー

>断熱変化をP-V図で表すと、右上領域に行けば行くほど吸熱する?ということを教わったのですが
これは意味が分かりません(^^;)
断熱での変化ですから、吸熱は考えないはずです(-_-)

断熱変化では「ポアソンの関係式」と呼ばれるものが成り立ちます(^^)
つまり、
pV^γ=(一定値)  γ:比熱比と呼ばれる定数

問題は式中の(一定値)ですが、ポアソンの関係式は微分方程式を解いて出てきますので、(一定値)は積分定数でしかありません(・∀・)
つまり、初期条件から決まる値であり、Qは当然含みません・・・「断熱」変化ですからね・・・(・ー・)
また、等温変化の様に気体の温度が高いほどP-V図の曲線が右上に描かれる事もありません・・・断熱変化では気体の温度は変化しますから(・ ~ ・)ノ

参考になれば幸いです(^^v)


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