■ちょっとした物理の質問はここに書いてね227■
★書き込む前に >>2 の注意事項を読んでね
★数式の書き方（参考）はこちら >>3-5 （予備リンク： >>2-10 ）
＝＝＝質問者へ＝＝＝
重要 【 丸 投 げ 禁 止 】
・質問する前に
1. 教科書や参考書をよく読む
2. http://www.google.com/
などの検索サイトを利用し、各自で調べる
3. 学生は自分の学年、物理科目の履修具合を書く
4. 宿題を聞くときは、どこまでやってみてどこが分からないのかを書く
5. 投稿する前に、ちゃんと質問が意味の通る日本語か推敲する、曖昧な質問文には曖昧な回答しか返せない
・「力」「エネルギー」「仕事」のような単語は物理では意味がはっきり定義された言葉です、むやみに使うと混乱の元
・質問に対する回答には返答してね、感謝だけでなく「分からん」とかダメOK
・質問するときはage＆ID表示推奨
・高度すぎる質問には住人は回答できないかもしれないけれど、了承の上での質問なら大歓迎
＝＝＝回答者へ＝＝＝
・丸投げは専用スレに誘導
・不快な質問は無視、構った方が負け
・質問者の理解度に応じた適切な回答をよろしく
・単発質問スレを発見したらこのスレッドへの誘導をよろしくね
・逆に議論が深まりそうなら新スレ立てて移動するのもあり
・板違いの質問は適切な板に誘導を
・不適切な回答は適宜訂正、名回答は素直に賞賛
前スレ
■ちょっとした物理の質問はここに書いてね226■
https://rio2016.2ch.sc/test/read.cgi/sci/1527829265/
●括弧: (), [], {}を適切に入れ子にして分かりやすく書く
●スカラー: a,b,...,z, A,...,Z, α,β,...,ω, Α,Β,...,Ω,...(「ぎりしゃ」「あるふぁ～おめが」で変換)
●ベクトル: V=(v1,v2,...), |V>,V↑, (混乱しないならスカラーの記号でいい。通常は縦ベクトル)
●テンソル: T^[i,j,k...]_[p,q,r,...], T[i,j,k,...; p,q,r,...] (上下付き1成分表示)
●行列: M[i,j], I[i,j]=δ_[i,j] M = [[M[1,1],M[2,1],...], [M[1,2],M[2,2],...],...], I = [[1,0,0,...],[0,1,0,...],...]
(右は全成分表示。行または列ごとに表示する。例:M=[[1,-1],[3,2]])
●対角行列: diag(a,b) = [[a,0],[0,b]]
●転置行列・随伴行列:M^T, M†("†"は「だがー」で変換可) ●行列式・トレース:|A|=det(A), tr(A)
●複号: a±b("±"は「きごう」で変換可)
●内積・外積: a・b, a×b
●関数・汎関数・数列: f(x), F[x(t)] {a_n}
●平方根: √(a+b) = (a+b)^(1/2) = sqrt(a+b) ("√"は「るーと」で変換可)
●指数関数・対数関数: exp(x+y)=e^(x+y) ln(x)=log_e(x) (底を省略して単にlogと書いたとき多くは自然対数)
括弧を省略しても意味が容易に分かるときは省略可: sin(x) = sin x
●三角関数、逆三角関数、双曲線関数: sin(a), cos(x+y), tan(x/2), asin(x)=sin^[-1](x), cosh(x)=[e^x+e^(-x)]/2
●絶対値:|x| ●ノルム:||x|| ●共役複素数:z^* = conj(z)
●階乗:n!=n*(n-1)*(n-2)*...*2*1, n!!=n*(n-2)*(n-4)*...
a:加速度、昇降演算子 A:振幅、ベクトルポテンシャル B:磁束密度 c:光速 C:定数、熱・電気容量
d:次元、深さ D:領域、電束密度 e:自然対数の底、素電荷 E:エネルギー、電場
f:周波数 f,F:力 F:Helmholtzエネルギー g:重力加速度、伝導度
G:万有引力定数、Gibbsエネルギー、重心 h:高さ、Planck定数 H:エンタルピー、Hamiltonian、磁場
i:虚数単位 i,j,k,l,m:整数のインデックス I:電流、慣性モーメント j:電流密度・流束密度
J:グランドポテンシャル、一般の角運動量 k:バネ定数、波数、Boltzmann定数 K:運動エネルギー
l,L:長さ L:Lagrangian、角運動量、インダクタンス m,M:質量 n:物質量 N:個数、トルク
M:磁化 O:原点 p:双極子モーメント p,P:運動量、圧力 P:分極、仕事率、確率 q:波数
q,Q:一般化座標、電荷 Q:熱 r:距離 R:抵抗、気体定数 s:スピン S:エントロピー、面積 t,T:時間 T:温度
U:ポテンシャル、内部エネルギー v:速度 V:体積、ポテンシャル、電位
W:仕事、状態数 x,y,z:変数、位置 z:複素変数 Z:分配関数
β:逆温度 γ:抵抗係数 Γ:ガンマ関数 δ:微小変化 Δ:変化 ε:微小量、誘電率 θ:角度 κ:熱伝導率
λ:波長、固有値 μ:換算質量、化学ポテンシャル、透磁率 ν:周波数 Ξ:大分配関数 π:円周率 ρ:(電荷)密度、抵抗率
σ:スピン τ:固有時 φ:角度、ポテンシャル、波動関数 ψ:波動関数 ω:角振動数 Ω:状態密度
運動方程式を２階の微分方程式と思って xをｔの関数として求めることは正直やりたくありません。
解けないことが多いし、解けても汚い式が出てきてしまうことも多いからです。
x と v=(dx/dt)の関係式を作ってそれで考察するのが楽だと思います。
この問題なら1/2mv^2-GMm/x = E0 (=一定)
で、vが実数であることから、E0+GMm/x >= 0 ここから x の範囲が求まるし
xとvの関係式も求まるから、とりあえずいいかって感じです。
ただ、この問題では、xがtを露わに用いた関数で表記されているので、仕方がないので
tを用いた解まで導出しました。
解法はある意味ワンパターンで
運動方程式
a) mv' = F(x)
力学的エネルギー保存
b) 1/2mv^2 + U(x) = Const. = E
と置ける場合なら
b)より、v = ((2/m)(E-U(x))^(1/2)
これを(a)に代入して (∂v/∂x) dx/dt = F
∂v/∂xはxの関数だから改めてG(x)とおくと
(G/F)dx = dt となって、（不定積分がまともな形になるかはともかく）
tとxの関係式が求まることになります。
最後の方ちょっと違ってた（m抜けてる）ので少し修正
b)より、v = ((2/m)(E-U(x))^(1/2)
これを(a)に代入してm (∂v/∂x) dx/dt = F
(m∂v/∂x)はxの関数だから改めてG(x)とおくと
(G/F)dx = dt となって、（不定積分がまともな形になるかはともかく）
tとxの関係式が求まることになります。
相対無：自分以外の何かが無いこと
これで合ってますか？
俺が書いたんだけど…
別にそんなことなくないか？
皆いろんな問題にまともに答えてるでしょ
劣等感のもの以外には
劣等感ババアの煽り
ニートのおっさん
https://i.imgur.com/tDgFaki.png
無限遠からDまで運ぶ時の仕事について考えるならU(D)-U(∞)の引き算になるのではないのですか？
なぜ逆になるのでしょうか？
どなたか教えてください偉い人。
今日テレビのワイドショーで、とあるAという人物が友達に宝くじをあげたら、ナントその宝くじが一等当選した！悔しい！みたいな話題をやっていました。
そしてその場にいたコメンテイターたちは、友達にあげなければ自分が当たったのにもったいないね～的な感じで盛り上がっていました。
それを見ていた私は、
「仮にAが宝くじを保有し続けたとしても、その場合当然その未来も変わるわけで、抽選結果も変わるだろうから当選してたかはわからないでしょ、、」と呟きました。
するとそれを聞いていた母親が、
「その宝くじを誰が所有しようが当選番号には変化があるワケないやろ！ボケ！」と、ひどい剣幕でボロクソ言ってきました。
そこからはもう、大激論でした。
果たして私の発言は間違っているのでしょうか？
あってるかは微妙だけど
電位の変化によりうける外力の仕事と電場がする仕事が逆だからかな
E=-gradVで
両辺に電荷eかけて積分すると
W=-e(v-v∞)=e(v∞-v)
になる
ガリガリ君とかって、霜柱が放射状になったような感じに凍ってるじゃないですか？
あれって何でですかね？
すんません
物理じゃなく理科かも
これだとη＝L/Qhなのでエネルギ損失＝Qh−L＝QL(低音熱源の熱量)になるのですが、あっていますか？
わかるなら答えるはずですから、答えないということはわからないということですね
科学の発展のためとはいえ、罪のない動物をこのように扱って、科学者は良心が痛まないのでしょうか？
国際便の飛行機の貨物室に乗った猫（着陸するまで生死が飼い主にわからない）
の違いはなにか
という問いがマレー・ゲルマンのクオークとジャガーに書いてある
つまり、「全」は数に支配されているのでしょうか？
>>http://j-molsci.jp/archives/AC0002_2.pdf
の(309)でp3の値を求める問題です。
p3=1-p1-p2で求められるはずですが、分数の計算が複雑になって途方にくれてます。
何か簡単にするコツがあると思うのですがヒントだけでもお願いいたします。
カルノーサイクルなら損失0だと思うよ。
使える分の熱エネルギーを余すところなく仕事に変えているので。
低音熱源へ排熱しているのはそもそも使えない分の熱エネルギーだ。
専門板なのに異常にレベルが低い
せいぜい物理の少しできる高校生レベル
http://park.itc.u-tokyo.ac.jp/kato-yusuke-lab/kato/qm2note2006.pdf
の(3.29)に規格化条件と境界条件Φ(φ)=Φ(φ+2π)を課すと
解が(3.31)のように
Φ(φ)=exp(imφ)/√(2π)
とできる理由がわかりません。
(3.29)の一般解は
Φ(φ)=Aexp(imφ) + Bexp(-imφ)
のはずですが、(3.31)の段階になってどうしてBexp(-imφ)が消えてしまうのでしょうか？
それがわかりません。
(Bexp(-imφ))が消えたら規格化条件と境界条件から(3.31)になることは理解できます)
どの教科書・ネットの資料みても(3.29)からいきなり(3.31)になって理解できません。
よろしくお願いします。
おそらく、あなたが量子力学やれるレベルにないということだと思います
では面白そうだから君が答えてみてよ。
>>34
熱効率はηだ。問題に書いてある。
損失のある熱機関、とはどのようなものですか？
準静的に動作できない熱機関でしょう。
何故そのような機関は損失があるのですか？
損失とは何が損失しているのですか？
非可逆過程では必ずエントロピーが増大するため。
損失しているのは利用可能なエネルギー。
利用可能なエネルギーとはどのようなことですか？
その「一般解」は方位量子数の固有状態ではないから
熱以外のエネルギーに変換したり、仕事として取り出すことができるエネルギー。
熱も完全に仕事にすることができますよね
水を蒸発させると体積が増えますから仕事ができますね
熱以外のエネルギーに変換したり、仕事として取り出すことができるエネルギー、とはどのようなことですか？
シラードのエンジンとかなら良いでしょうか
もちろん。
ただ熱機関は仕事をした後元の状態に戻らないといけない。
そのため純粋に仕事として取り出すことができるエネルギーは限られてくる。
それが熱効率100%にならない理由だ。
準静的かどうかは関係ありません
同じ温度で同じQHを与えた時、準静的な機関のQLより非準静的な機関のQLが大きくなることを、エネルギーの損失、と表現するのは一般的なことではないと思います
QHエネルギーもらったのに、QLも捨ててしまわなければならない、という意味で損失なんです
それが熱効率ですね
ライターに火をつけても飛ばないのに＝なぜ、ロケットは飛ぶの？
キミの近くの海は＝なぜ、エゲレスやオランダやスペインやポルトガルや。メリケンの国まで
つながっているの？
なぜ 「２＋１＝４」 ではなくて、２＋１＝３ なの？
： 大爆っ！！
じゃ質問するけれど、
カルノーサイクルを使って、温度THとTLの間でQHとQLの熱を出入させて
ΔWだけの仕事をしたとき、内外のエントロピー変化、ΔSin, ΔSexは
どうなるの？
>...を、エネルギーの損失、と表現するのは一般的なことではないと思います
外部に取り出す仕事として利用可能な有効エネルギーの損失という意味で、
エネルギーを節約とか、省エネルギーとか、同系統の表現は一般に
ありふれていると思うが。
科学・物理用語として曖昧だ、という意見はもちろんあって、そういう人たちは
「エクセルギー」という言葉を提唱しているけど、あまり広まってないね。
ヘルムホルツやギブスの自由エネルギーがそれに近いけど、これらは
等温等積などの条件下でのエクセルギーに対応する
専門板なのに異常にレベルが低い
せいぜい物理の少しできる高校生レベル
実はその言葉を待ってたんですよねーw
エクセルギーは何に対して定義されるものですか？
考えてみましょうね
高校生です
①
https://i.imgur.com/tDgFaki.png
無限遠から点Dまで運ぶ時に電場からされる仕事について考えるなら、
位置エネルギーU(D)-U(∞)の引き算になるのではないのですか？
なぜ逆になるのでしょうか？
②
摩擦を一切考えない条件で台の上から小球を転がすという問題で、
台は固定されていません（水平な床の上に置かれて運動します）
図ではわかりにくいですが、台の上面の形状は、高さhの滑らかな斜面が終わったあとは水平面という設定です。
この場合、なぜ運動量保存が成り立つのでしょうか？
台の形状の条件は定義されていないので、
たとえば台を切り立ったガケのようにすれば自由落下になって運動量保存が成り立たないのは明白ですよね？
問題文には「台から球は離れず運動する」という要件があるので、
それを満たすような形状の台なら必ず運動量保存が成り立つということでしょうか？
それはなぜなのでしょうか？
よろしくお願いしますm(_ _)m
https://i.imgur.com/b3TVTPs.png
逆になるの意味がわかりませんね
力のする仕事は、U前-U後です
重力のする仕事を考えてみるとわかりやすいですね
運動量保存則が成り立つ条件は、外力が働かない、です
今、横方向の運動量しか考えないので、横方向に外力が働くかどうかがポイントになります
外力は働いていませんね
ですから保存するのです
ちなみに、端っこから落っこちたとしても運動量保存成り立ちますね
横方向の外力は落っこちたとしても働きません
また、縦方向の運動量保存は、重力が働くので絶対に成り立たないということにも注目ですね
1は電場のする仕事は外力がする仕事の逆方向にかかるから-となる
2に関しては縦方向は保存則はなりたたないが横方向は保存則が成り立つから
俺は単に概念の存在を紹介しただけで、人に語れるほどその概念を知ってはいない。
あなたが本気で知りたいなら自分で調べればいいでしょうし、現時点で既に
かなりご存じで問題点も把握しているのならそれを問題提起すればいい。
人を試すような態度は不快なだけだな。もう関わりたくない。さようなら
わからないんですね
わからない人が半端な知識を披露する場所ではありません
ここの回答者は、熱効率もエクセルギーもわからないレベルの低い人たちだということがまたバレてしまいましたね
頭がおかしい人が騒ぐ場所ではありません
本当に困っている人にとって大迷惑です
コテの付け方もわからないんでしょうか
だからわからないって書いてるだろ。悪いのは目？それとも頭？
寄って来るな気持ち悪い。
あと、俺は>>58が初出だからそれ以前の人と混同しないでくれ。
わからない人は書き込まないでください？
お前には意味がなかったんだろうが、別にお前だけを対象に書いているわけでもないので、
お前にとって無意味なら無視してくれ。気持ち悪いから
何の知識も披露できてない劣等感婆が言うと笑えるな
他人の説明が足りないと思えば自分が追加すればいい。
>ここは、わからない人にわかる人が教えてあげるスレッドです
と宣言しながら自分ではそれに沿ったことを何もしないお前こそ何様なんだ
寄って来るな気持ち悪い。
前レス読まずに回答したってことじゃないですか
自己満足な知識自慢はいらないんですよ、このスレッドには
文脈を無視とか批判しておきながら、その知ってて当たり前の言葉が出てきて
なかったから紹介したレスは、文脈に沿ってることになるjじゃないか。
行き当たりばったりで文句言いたいだけですね。気持ち悪い。
で、知ってて当たり前ならご自身で解説したらいかがですか？
>>59なんて自分で聞く前にできたはずでしょ。
>ここは、わからない人にわかる人が教えてあげるスレッドです
なんじゃないんですか？それともできないんですか？
自己紹介乙
わかりませんよね、実際
http://rosie.2ch.sc/test/read.cgi/liveplus/1531186354/l50
安倍信三はユダ
>>74
何で何度も確認したがるの？アホなの？
わからないのでおしえてください。
>ここは、わからない人にわかる人が教えてあげるスレッドです
なんですよね？
どれだけレベルが低いんでしょうか
>>74
何で何度も確認したがるの？アホなの？
で、これだけ罵倒しといて自分では一切解説しないんですか？自分こそ何様ですか？
関係がないはずなのになぜ
>>59
>実はその言葉を待ってたんですよねーw
と言えるのか。関係があると思ってたから待ってたんじゃないんですか？
自己矛盾は恥ずかしいですよ。
今回の話と関係あるかどうかはエクセルギーの解説をしないでいい理由にはならないんですが。
やっぱりできないんですね
ありがとうございます
①についてなのですが、
無限遠にある電荷はU(∞)=0の位置エネルギーを持っている
それを点DのU(D)の位置エネルギーにまで持ち上げるので
必要な仕事は(結果)-(最初の状態)、U(D)-U(∞)で計算できると考えたのですが、
この考えはおかしいのだと思いますが、どこが間違っているのか教えていただけないでしょうか
重さmの物体を持ち上げるとして、
地面での位置エネルギーは0として
高さhでの位置エネルギーはmgh
地面から高さhまで持ち上げるのに必要な仕事は(結果)-(最初の状態)でmgh、と同じ考えだと考えてしまったのですが
ありがとうございます
②についてなのですが、「横方向での運動量保存則は成り立つ」というのはわかる気がしますが、
最終的に小球が持つ水平方向の速度vには重力によって縦方向に加速された分も含まれますよね？
最初の運動量は0なのになぜそれが保存するのかがよく分かりません
「台から離れない」が「常に台に力積を与えながら」という条件なのは分かりますが
縦方向の重力という外力が、最後、水平方向の速度にも影響しているのでは？という気がしてしまいます
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