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【至急】物理実験について質問です。
ねじれ振り子による剛性率の測定なのですが、この実験において、

①最も高い精度で測定しなければならないのは、針金の長さ・針金の直径・円環の質量・円環の外直径・円環の内直径・円環の厚さ・周期のうちどれですか?

②周期Tを求める時、10回目と0回目の通過時刻の差、20回目と10回目の通過時刻の差、30回目と20回目の通過時刻の差からそれぞれ10Tを求め、これらを平均したものからTの値を求めることの良し悪しについて答えなさい。

③慣性モーメントとねじれ振り子の周期の関係などを参考にして、慣性モーメントの力学的意義について考察しなさい。

長くなってしまいましたが答えていただけると助かります。

A 回答 (1件)

この質問の続きですか?


https://oshiete.goo.ne.jp/qa/9978837.html

前の質問の回答にもあるように、どういう構成で、何をしようとしているものなのかという「考える前提条件」が何も提示されていないので、何を質問されているのが分からないのですよ。

その上で、あなたはどのように考えているのかを書いてください。「良し悪し」だの「考察」には「正解」があるとは限らないので。
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Qo-CPC法によるカルシウム定量

o-CPC法の原理として、「Ca2+はアルカリ性溶液中でo-CPCと深紅色の錯化合物をつくる」とあるのですが、その反応式が知りたいです。教えてください。

Aベストアンサー

恐らく、
 ・Ca^2+への配位の仕方はEDTAと同様
  (Nに結合した-CH2CO2H部分による四配位)
 ・発色の仕組みはフェノールフタレインと同様
だと思います。

つまり、
 Ca^2+イオンが存在しない場合;
  ラクトン環部分が閉環した状態
     →無色
 遊離したCa^2+イオンが存在する場合;
  4つの-CH2CO2HでCa^2+イオンに配位することによって
  フェノール性水酸基をもつベンゼン環2つの位置が固定され、
  これが結果的にラクトン環の開環を助長
     →深紅色に着色
 より強いキレート剤が添加された場合;
  o-CPCからCa^2+イオンが奪われる
     →再びラクトン環が閉環し、無色化
ということです。
(さすがにここでo-CPCの構造式を描くのはきついのでご勘弁を。
 構造変化は下記URLでフェノールフタレインのものを参照下さい)


o-CPCの構造などについて;
http://dominoweb.dojindo.co.jp/goodsr5.nsf/View_Display/P004?OpenDocument

フェノールフタレインの発色について;
http://www.kiriya-chem.co.jp/q&a/shijiyaku.html

恐らく、
 ・Ca^2+への配位の仕方はEDTAと同様
  (Nに結合した-CH2CO2H部分による四配位)
 ・発色の仕組みはフェノールフタレインと同様
だと思います。

つまり、
 Ca^2+イオンが存在しない場合;
  ラクトン環部分が閉環した状態
     →無色
 遊離したCa^2+イオンが存在する場合;
  4つの-CH2CO2HでCa^2+イオンに配位することによって
  フェノール性水酸基をもつベンゼン環2つの位置が固定され、
  これが結果的にラクトン環の開環を助長
     →深紅色に着色
 より...続きを読む

Qジアンミン銀(I)イオンの反応

塩化銀にアンモニア水を加えるとジアンミン銀(I)イオンと塩化物イオンが生じます。その後に白色沈殿が出来るまで硝酸を加えます。
そのときの反応式はどういったものになるんですか?
詳しく教えてください。

Aベストアンサー

AgClは白色の沈殿で難溶塩の一つです。これに過剰のNH3を加えると、
AgCl + 2NH3 → [Ag(NH3)2]^+ + Cl^- の錯体生成反応が進んで
沈殿は溶解します。ここに強酸であるHNO3を加えていくと塩基である
NH3と中和が進むため、錯イオンが壊れてAg^+は再びCl^-と
結びついてAgClの白色沈殿を作ります。
[Ag(NH3)2]^+ + Cl^- + 2HNO3 → AgCl↓+ 2NH4^+ + 2NO3^-

Qプランク定数の実験で‥

光電効果の実験をして、プランク定数を求めたのですが、4.70×10^-34という、実際とはだいぶ離れた数値になってしまいました。
理由としてどんなことが考えられるか教えてください。

Aベストアンサー

光電子の出始める周波数辺りだと,
検流計?電流計?も感知するかしないかの微弱な出力でしょう.

出力が出ても,ちらちらと値が変化していませんか?
そういうときは,目をつむってぱっと開いて見えた数字を記録し,
これを3回とか繰り返して平均値を取ったりします.
(大数の法則に従うとすれば,この読み取り方法での誤差は正規分布に従います.)

電流計の内部抵抗の影響で,検出した値が多少ずれていることがあります.

配線が長いと,そこでの熱損失があって,多少差っ引かれた値になる場合があります.

光電子のエネルギーは,恐らく電位を掛けた電極か,ファラデーカップのようなもので
測定していると思いますが,これに負荷する電位の精度,信頼性も関係して来ます.

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他のグループと比較してみて下さい.
取得したデータをフィッティングする場合,統計で言うところの
検定を行ってみるのも,取得したデータが有意か否かの判断の参考になります.

などなどです.

余談としてアドバイスですが,学生実験では,
実験方法が完全で,間違いなくデータを取って,
正しいデータ解析をしたとき,その値が現実とずれていれば,
なぜずれたか?を吟味・検証し,正しい値となるためには,
ここそこにこういう改善を施す,と言うことが記述されていれば,
求めた値がぴったりであろうとずれていようと,良いとは思いますよ.
目的は,プランク定数を求めること以上に,上記のようなことの鍛錬にあるからです.

光電子の出始める周波数辺りだと,
検流計?電流計?も感知するかしないかの微弱な出力でしょう.

出力が出ても,ちらちらと値が変化していませんか?
そういうときは,目をつむってぱっと開いて見えた数字を記録し,
これを3回とか繰り返して平均値を取ったりします.
(大数の法則に従うとすれば,この読み取り方法での誤差は正規分布に従います.)

電流計の内部抵抗の影響で,検出した値が多少ずれていることがあります.

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Q交流回路の基礎の問題なのですが・・

コイルやコンデンサーのインピーダンスの周波数依存性を、コイルの自己誘導や、コンデンサーの充電・放電によるものとして説明しなさい。
という問題がわからなくて困っています。
どうか教えてください。

Aベストアンサー

[コイルの自己誘導や、コンデンサーの充電・放電によるものとして説明しなさい。]という命題ですので、以下参考まで

(1)
コイルの自己誘導と聞かれた場合は、
交流起電力V=L(dφ/dt)を思い出せばよいのです。
ここでφは磁束ですから電流に比例しますね。
これをK・Isinωt:ここでKは比例定数、Isinωtは交流電流
と置けば、
交流起電力V=L(dφ/dt)=ωL(K・Isinωt)
になりますね。
(交流起電力/交流電流)=インピーダンス=ZL
から ZL=ωL になりますね。

(2)
コンデンサーと聞かれたら、電荷Q=CV と電荷Qは電流の積分である。
を思い出すのです。電流は交流電流だから、i=Isinωtと置くと、
V=(1/C)∫(Isinωt)dt=(1/ωC)(Isinωt)=(1/ωC)i
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Q塩化アンモニウムを入れる理由

第3属陽イオン(Al3+、Fe3+)の定性分析で
まずこの2つのイオンが入っている試料溶液に塩化アンモニウムを入れ、そしてアンモニア水で塩基性にした後煮沸し、ろ過しました。そしてここで、ろ紙上の沈殿に温水5mlにアンモニア水と塩化アンモニウム2~3滴加えた混合溶液で洗浄するのですが、なぜこの洗浄液に塩化アンモニウムを用いるのでしょうか?

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Aベストアンサー

 アルミニウム水酸化物は、pHが高くなるとアルミン酸となって再溶解してしまい、沈殿が捕集できなくなる場合があるので、緩衝作用を持たせるため塩化アンモニウムを加えます。
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Qプリズムと回折格子について

初めまして。質問するのは初めてなので至らないところがあると思いますがよろしくお願いします。早速質問なんですが、プリズムと回折格子の原理がよくわかりません。調べてみたのですが、難しい用語が使われているものが多くわかりにくいです。簡潔にわかりやすく教えて頂けないでしょうか?それとプリズムや回折格子を用いている光学機器についても教えて頂けるとうれしいです。

Aベストアンサー

分光計かなんかの実験ですかねぇ(^-^;)
あの実験は、目が疲れる実験で嫌いでした・・・。
ずいぶん前の実験なんで、全く自身が無いんですが・・・。
光学機器のは大丈夫です!!
原理→プリズムは、入ってきた単色光が屈折し、その屈折率を測定に使われるのに対し
回折格子は、溝から入ってきた光が広がって、お互いに干渉し合い、明暗ができるために、
回折角を測れば波長が調べられます。

プリズムや、回折格子を使っている光学機器は
プリズム→カメラ
回折格子→血液分析装置
です。
原理、そんなこと聞いてるんじゃないよ!!知ってるよ!ってことを書いてたらすいません(>_<)

Q表面張力の理科年表値と実験値

先日ジョリーのゼンマイ秤を利用した表面張力の測定の実験を行ったのですが、実験値が理科年表の値を下回ることがあっても、上回ることはないと聞きました。なぜでしょうか・・・?

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 定番の回答ですが;引っぱり上げられてリングに接してる所の液面が完全に鉛直ではないんでしょ?それを鉛直だとした単純な式では方向余弦の分小さい値になる。
 
 

Qボルダの振り子 慣性モーメント

ボルダの振り子で、金属球の質量をm、半径をa、
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支点回りの慣性モーメントIが
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となるのがわかりません。
この式の導き方を教えていただきたいです。

Aベストアンサー

平衡軸の定理を使っています。
平衡軸の定理とは、ある剛体を考えた時に、
その剛体の重心の周りの慣性モーメントをI(G)とすると、重心から距離hだけ離れた点、の周りの
慣性モーメントIは、I=I(G)+Mh^2で与えられる、
ということです。Mは剛体の質量です。ご質問の場合、I(G)というのは金属球の中心の周りの慣性モーメントです。
この値が、半径aとして、2/5ma^2となります。
その重心(中心)から、距離lだけ離れたナイフエッジ
における慣性モーメントは、平衡軸の定理を使うと
I=I(G)+mh^2=2/5ma^2+m(a+l)^2になるのです。

平衡軸の定理については、定理ということでそのまま
用いて構いません。式の導出が厄介だからこそ、定理として造られているのです。定理の導出まで知りたければ、力学の教科書をみれば分かります。

球の慣性モーメントについても、導出はけっこうやっかいです。球の重心の周りの慣性モーメント
がI(G)=2/5ma^2です。この導出も知りたければ、力学の教科書を見た方が速いです。もしここに書き込むと
かなりゴチャゴチャします。

平衡軸の定理を使っています。
平衡軸の定理とは、ある剛体を考えた時に、
その剛体の重心の周りの慣性モーメントをI(G)とすると、重心から距離hだけ離れた点、の周りの
慣性モーメントIは、I=I(G)+Mh^2で与えられる、
ということです。Mは剛体の質量です。ご質問の場合、I(G)というのは金属球の中心の周りの慣性モーメントです。
この値が、半径aとして、2/5ma^2となります。
その重心(中心)から、距離lだけ離れたナイフエッジ
における慣性モーメントは、平衡軸の定理を使うと
I=I(G)+mh^2=2/5ma^2+m...続きを読む

Q[Al(OH4)]-に酢酸とアルミノン試薬を入れたら赤色沈殿をしたんですが

[Al(OH4)]-に酢酸とアルミノン試薬を入れたら赤色沈殿をしたんですが、赤色沈殿の化学式と物質名が分かりません。知っている方教えて下さい。 また、[Al(OH4)]-の物質名は、水酸化アルミニウムイオンで良いんですか?

Aベストアンサー

化学物質としての正規名称ではありませんが、あえて呼ぶなら「アルミノンアルミニウム」でしょうか。
http://ci.nii.ac.jp/naid/110002910462/


また、[Al(OH)4]^-(6配位として描けば[Al(OH)4(H2O)2]^-)の名前は、「アルミン酸イオン」に
なると思います。
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%82%A2%E3%83%AB%E3%83%9F%E3%83%8B%E3%82%A6%E3%83%A0
(「1.1 化学的性質」の段を参照)
http://www.taimei-chem.co.jp/8323_1.htm

Q錯イオンについて

主に遷移元素が錯イオンを形成する理由と、錯イオンが特有な色を呈する理由を教えてください。一応化学系の大学1年生です。

Aベストアンサー

順番に説明します。
まず錯イオンを知ってますか?
錯体のうちで正電荷あるいは負電荷を持つものです。
よく耳にするのはは[Co(en)3]3+で
このコバルト錯体は三価の錯イオンといいます。
それに対して電荷を持たない錯体、
例えば[PtCl2(NH3)2]は電荷を持たない錯分子と
呼ばれます。
このように錯体は大きく2つに分類されます。

さて本題ですが、遷移金属が錯体(電荷を持てば錯イオン)を形成するのは軌道の重なりうんぬんの話が
絡んできますが、
基本的には原子の孤立電子対が金属に配位する
と考えてください。
あくまでも基本ですので、例外はあります。
金属によって取ることができる配位数が違いますので
注意が必要です。
よって孤立電子対を持ち、さらに電荷を持つ様な
配位子が金属に配位すれば、
あるいは電荷のない配位子のみが配位して
金属の酸化数のみで
錯イオンが形成します。

次に錯イオンが特有な色を呈する理由です。
前提として前述のとおり、
錯イオンは錯体の分類の1つです。
よって錯イオンのみではなく錯体すべて、
錯分子も特有な色を示します。
さてその理由ですが、
金属と配位子との電子のやりとりによって決まります。
特徴的な1つがd-d遷移というもので、
そのエネルギーによって色の吸収波長が大きく変わり
目に見える色が変化するのです。
よってその色は金属と配位子の組み合わせ
によって様々に変わります。

もし興味があれば一度詳しく本を
読む事をおすすめします。
取っつきにくいですが、一度理解してしまえば
様々な色を扱える化学として、とてもおもしろい
分野であることがわかりますよ。

順番に説明します。
まず錯イオンを知ってますか?
錯体のうちで正電荷あるいは負電荷を持つものです。
よく耳にするのはは[Co(en)3]3+で
このコバルト錯体は三価の錯イオンといいます。
それに対して電荷を持たない錯体、
例えば[PtCl2(NH3)2]は電荷を持たない錯分子と
呼ばれます。
このように錯体は大きく2つに分類されます。

さて本題ですが、遷移金属が錯体(電荷を持てば錯イオン)を形成するのは軌道の重なりうんぬんの話が
絡んできますが、
基本的には原子の孤立電子対が金属に配位する
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