CONCEPTS / PHYSICS
物理の概念まとめ
物理の原理や重要な関係式、例、モデルの適用範囲を読み、関連する実験で確かめましょう。24編の概念と20件の実験がつながります。
物理の実験をすべて見る →力学
自由落下と重力加速度
自由落下とは、空気抵抗などの力を無視した、重力のみによる運動です。地球の表面付近では、異なる質量を持つ物体も、同じ重力加速度を示します。
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放物運動
投射運動とは、重力の影響を受けて投げられた物の移動です。空気抵抗を無視した場合、水平方向の速度は一定に保たれます。一方、垂直方向の速度は、重力によって継続的に変化します。
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静止摩擦と動摩擦
摩擦とは、互いにずれるのを防ぐ力です。滑りが始まる前の静摩擦と、滑りが始まった後の運動摩擦は、それぞれ異なる方法で計算されます。
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運動量保存と衝突
運動量は、質量と速度の積であり、特定の方向を持つ物理的な量です。もし、衝突する2つの物体を一つのシステムとみなし、外部からの影響力を無視した場合、全運動量は保存されます。
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単振り子の周期と小角近似
単純な振り子は、質点が糸から吊り下げられた理想的な振り子です。この振り子は、糸の長さと重力加速度によって周期が決まります。
概念を読む →エネルギー保存とエネルギー変換
エネルギー保存の法則とは、エネルギーが形態を変えたり、システム境界を越えたりしても、全エネルギーのバランスが維持されることです。運動エネルギーと位置エネルギーの合計を一定に保つためには、追加の条件が必要です。
概念を読む →波動・音
波・波長・振動数
波は、空間を伝わる振動や擾乱の現象です。弦上の波の場合、形状とエネルギーは横方向に伝わり、弦の粒子は元の位置に近い位置で振動します。
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波の重ね合わせと干渉
２つの波が線形媒質内で重畳する場合、特定の点における変位は、それぞれの波が単独で生み出す変位の合計になります。波がこのような重ね合わせによって増減する現象を、干渉と呼びます。
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定常波と節・腹
定常波は、振動数と振幅が等しく逆方向に進む波が重なり、振幅の空間的な模様が固定される波です。動かない節と、最も大きく振動する腹が現れます。
概念を読む →共振と減衰
共鳴とは、特定の周波数における、周期的な外部からの駆動下での、増幅された振動応答です。その大きさは、固有振動数、減衰、およびシステムの駆動方法に依存します。
概念を読む →電気・磁気
電荷と電場
電気場は、ある微小な検流に対する作用力を、その電荷の量と電荷の位置から決定されるベクトルであり、単位電荷あたりの作用力を、そしてその方向を示します。 場の生成する電荷と、作用を受け取る検流を区別することが必要です。
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電気抵抗と抵抗率
電気抵抗は、電流が流れる際の難しさを表します。一定の電圧が加えられた場合、より小さい電流は、より大きな抵抗を示します。また、均一なワイヤーの抵抗は、材質だけでなく、長さと断面積にも依存します。
概念を読む →オームの法則と電圧・電流
オームの法則は、一定の抵抗、一定の温度と物理的条件を持つオーム準拠の導体において、電圧と電流が比例するという。電圧を一定の抵抗で増加させた場合、電流も同じ割合で増加する。
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直列回路と並列回路
シリーズ接続は、電流が流れる単一条路を作り出しますが、並列接続は2つの点の間で複数の経路を確立します。 実際に接続されている点を確認することが重要であり、視覚的な表現のみに依存しないようにしてください。
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電磁誘導とレンツの法則
電磁誘導は、回路を通過する磁束が変化することで、起電力を生じさせる。重要なのは、コイルを通過する磁束の時間変化の度合いであり、単に磁石が近くにあるかどうかではない。
概念を読む →光学
光の屈折と屈折率
屈折とは、光が異なる2つの介質との境界を通過する際に、光の方向が変化する現象です。屈折率は、真空中の光の速度と、対応する介質中の光の位相速度の比として定義されます。
概念を読む →全反射と臨界角
全反射は、屈折率の高い媒体から、屈折率の低い媒体へ光が通過し、入射角が臨界角を超えた場合に起こります。理想的で損失のない境界では、伝搬する屈折した光がない場合、光は屈折せずに反射します。
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凸レンズの実像と虚像
凸レンズは、通常、空気からの平行な光線を集めるレンズです。物体が焦点の外に位置する場合、実像が形成され、焦点の内側に位置する場合は、元の物体とは異なる方向と大きさを持つ虚像が形成されます。
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光の加法混色と減法混色
加法混合は光を混ぜ合わせるのに対し、減法混合は選択した光を吸収します。画面上の重なり合うRGB光と、理想的なCMYフィルターの重なりを区別します。
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