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運動の表し方
測定で実際に読み取れた桁(最後の1桁は目分量)
有効数字
末位をもっとも粗い測定値にそろえる
加減算の規則
桁数をもっとも少ない測定値にそろえる
乗除算の規則
はじめの位置から終わりの位置への位置の変化。向きを+・−で表す
変位
実際に動いた経路の長さ。向きは考えない
道のり
単位時間あたりの変位。速さに向きを加えた量(m/s)
速度
その間の速度を表す
x-tグラフの傾き
加速度を表す。右下がりなら負の加速度
v-tグラフの傾き
速度と逆向きの加速度がはたらくとき
減速
v=v₀+at
速度の式
x=v₀t+½at²
変位の式
v²−v₀²=2ax
時間を含まない式
その間の変位を表す
v-tグラフの面積
様々な力とその働き
W=mg。質量1kgの物体に働く( )は約9.8N
重力
P=F/S。単位Pa(パスカル)
圧力の式
P=P₀+ρgh(P₀は水面の大気圧、ρは水の密度、hは深さ)
水中の圧力
F=ρVg(ρは水の密度、Vは水中にある部分の体積)
浮力の式(アルキメデスの原理)
1つの力を、同じ働きをする2つの力(成分)に分けること
力の分解
Fx=Fcosθ、Fy=Fsinθ(θは力とx軸のなす角)
x成分・y成分
x成分の和=0、y成分の和=0
つり合いの式
ma=F。Fは物体に働く力の合力(第二法則)
運動方程式
1N=1kg·m/s²
N(ニュートン)
g≒9.8m/s²。向きは鉛直下向き
重力加速度
v=v₀−gt・y=v₀t−½gt²(上向きが正)
鉛直投げ上げ
速度が0になる点。時間t=v₀÷g、高さv₀²÷2g
最高点
運動を妨げる向きに働き、速さが大きいほど大きくなる力
抵抗力
重力と抵抗力がつり合い、合力0で一定の速さになったときの速さ
終端速度
mg=kvt(抵抗力=kvのモデルのとき)
終端速度での力のつり合い
力学的エネルギー
W=Fxcosθ。θは力の向きと動く向きのなす角
仕事の公式(一般形)
力の向きと動く向きが垂直(θ=90°)のとき
仕事が0になる場合
P=W/t。単位はW(ワット)=J/s
仕事率
K=½mv²。速さの2乗に比例する
運動エネルギーの式
運動エネルギーが増え、速さが増す
正の仕事を受けたとき
運動エネルギーが減り、速さが減る
負の仕事を受けたとき
U=mgh(hは基準面からの高さ)
重力による位置エネルギー
U=½kx²(xは自然の長さからの伸び・縮み)
弾性力による位置エネルギー
仕事が経路によらず、始点と終点の位置だけで決まる力(重力・弾性力など)
保存力
W=−ΔU(位置エネルギーの減った分)
保存力がする仕事
熱
T〔K〕=t〔℃〕+273
絶対温度(熱力学温度)
0K(−273℃)。熱運動が理論上もっとも小さくなる温度
絶対零度
熱の移動がなくなり、2つの物体の温度が等しくなった状態
熱平衡
状態変化の間に吸収・放出される熱量。温度は変化しない
潜熱
固体1gを同じ温度の液体にするのに必要な熱量。氷→水は1gあたり約334J
融解熱
液体1gを同じ温度の気体にするのに必要な熱量。水→水蒸気(100℃)は1gあたり約2260J
気化熱(蒸発熱)
C〔J/K〕。物体を1K上げるのに必要な熱量。Q=CΔT
熱容量
c〔J/(g・K)〕。物質1gを1K上げるのに必要な熱量。Q=mcΔT
比熱(比熱容量)
水の中に温めた物体を入れ、水温の変化から物体の比熱を求める器具
水熱量計
仕事は熱に変わりやすいが、熱をすべて仕事には戻せない
熱現象の不可逆性
波
波が1回振動する間に進む距離
波長λ
媒質の1点が1回振動するのにかかる時間
周期T
v=λ/T=fλ
波の速さ
振動方向が進む向きに垂直。光・弦の振動など
横波
振動方向が進む向きと同じ。音波など
縦波
縦波で媒質が集まる所が密、まばらな所が疎
密・疎
逆向きの波が重なってできる、腹と節が交互にある波
定常波
空気中で常温のときおよそ340m/s
音速
固有振動数と同じ振動数の振動を受けて振幅が大きくなる現象
共振・共鳴
振動数がわずかに違う2音の干渉で音が強弱する現象
うなり
λₙ=2L/n、fₙ=nf₁(n=1,2,3,…)
n倍振動
n倍振動には腹がn個できる
腹の数
張力が大きいほど、線密度が小さいほど大きくなる
弦を伝わる速さ
一端が閉じた管。閉端は節・開端は腹。奇数倍振動のみ
閉管
両端が開いた管。両端が腹。整数倍振動がすべて現れる
開管
L=λ/4、f₁=v/4L
閉管の基本振動
L=λ/2、f₁=v/2L
開管の基本振動
電気
単位時間に流れる電気量。単位A(アンペア)=C/s
電流 I=q/t
物質ごとに決まる値。単位Ω・m
抵抗率ρ
長さLに比例、断面積Sに反比例
R=ρL/S
抵抗に電流を流すと発生する熱。Q=I²Rt(単位J)
ジュール熱
P=VI=I²R=V²/R(単位W)
電力の式
W=Pt。家庭ではkWh(キロワット時)で表す
電力量
交流の電圧・電流を、直流と同じ効果になるように表した値
実効値
V₂/V₁=N₂/N₁(N₁・N₂はコイルの巻数)
変圧器
エネルギーとその利用
放射能の強さ(1秒あたりの崩壊数)を表す単位
ベクレル〔Bq〕
放射線が人体に与える影響の大きさ(等価線量・実効線量)を表す単位
シーベルト〔Sv〕
E=mc²(cは光速、約3.0×10⁸m/s)
質量とエネルギーの等価性
火力68.6%・再生可能エネルギー22.9%・原子力8.5%
日本の発電電力量(2023年度)
太陽光・風力・地熱・バイオマスなど。繰り返し使え、全体として大気中のCO₂を増やさないとされる
再生可能エネルギー
物理基礎の一問一答
運動の表し方
測定で実際に読み取れた桁(最後の1桁は目分量)
答え:____________
末位をもっとも粗い測定値にそろえる
答え:____________
桁数をもっとも少ない測定値にそろえる
答え:____________
はじめの位置から終わりの位置への位置の変化。向きを+・−で表す
答え:____________
実際に動いた経路の長さ。向きは考えない
答え:____________
単位時間あたりの変位。速さに向きを加えた量(m/s)
答え:____________
その間の速度を表す
答え:____________
加速度を表す。右下がりなら負の加速度
答え:____________
速度と逆向きの加速度がはたらくとき
答え:____________
v=v₀+at
答え:____________
x=v₀t+½at²
答え:____________
v²−v₀²=2ax
答え:____________
その間の変位を表す
答え:____________
様々な力とその働き
W=mg。質量1kgの物体に働く( )は約9.8N
答え:____________
P=F/S。単位Pa(パスカル)
答え:____________
P=P₀+ρgh(P₀は水面の大気圧、ρは水の密度、hは深さ)
答え:____________
F=ρVg(ρは水の密度、Vは水中にある部分の体積)
答え:____________
1つの力を、同じ働きをする2つの力(成分)に分けること
答え:____________
Fx=Fcosθ、Fy=Fsinθ(θは力とx軸のなす角)
答え:____________
x成分の和=0、y成分の和=0
答え:____________
ma=F。Fは物体に働く力の合力(第二法則)
答え:____________
1N=1kg·m/s²
答え:____________
g≒9.8m/s²。向きは鉛直下向き
答え:____________
v=v₀−gt・y=v₀t−½gt²(上向きが正)
答え:____________
速度が0になる点。時間t=v₀÷g、高さv₀²÷2g
答え:____________
運動を妨げる向きに働き、速さが大きいほど大きくなる力
答え:____________
重力と抵抗力がつり合い、合力0で一定の速さになったときの速さ
答え:____________
mg=kvt(抵抗力=kvのモデルのとき)
答え:____________
力学的エネルギー
W=Fxcosθ。θは力の向きと動く向きのなす角
答え:____________
力の向きと動く向きが垂直(θ=90°)のとき
答え:____________
P=W/t。単位はW(ワット)=J/s
答え:____________
K=½mv²。速さの2乗に比例する
答え:____________
運動エネルギーが増え、速さが増す
答え:____________
運動エネルギーが減り、速さが減る
答え:____________
U=mgh(hは基準面からの高さ)
答え:____________
U=½kx²(xは自然の長さからの伸び・縮み)
答え:____________
仕事が経路によらず、始点と終点の位置だけで決まる力(重力・弾性力など)
答え:____________
W=−ΔU(位置エネルギーの減った分)
答え:____________
熱
T〔K〕=t〔℃〕+273
答え:____________
0K(−273℃)。熱運動が理論上もっとも小さくなる温度
答え:____________
熱の移動がなくなり、2つの物体の温度が等しくなった状態
答え:____________
状態変化の間に吸収・放出される熱量。温度は変化しない
答え:____________
固体1gを同じ温度の液体にするのに必要な熱量。氷→水は1gあたり約334J
答え:____________
液体1gを同じ温度の気体にするのに必要な熱量。水→水蒸気(100℃)は1gあたり約2260J
答え:____________
C〔J/K〕。物体を1K上げるのに必要な熱量。Q=CΔT
答え:____________
c〔J/(g・K)〕。物質1gを1K上げるのに必要な熱量。Q=mcΔT
答え:____________
水の中に温めた物体を入れ、水温の変化から物体の比熱を求める器具
答え:____________
仕事は熱に変わりやすいが、熱をすべて仕事には戻せない
答え:____________
波
波が1回振動する間に進む距離
答え:____________
媒質の1点が1回振動するのにかかる時間
答え:____________
v=λ/T=fλ
答え:____________
振動方向が進む向きに垂直。光・弦の振動など
答え:____________
振動方向が進む向きと同じ。音波など
答え:____________
縦波で媒質が集まる所が密、まばらな所が疎
答え:____________
逆向きの波が重なってできる、腹と節が交互にある波
答え:____________
空気中で常温のときおよそ340m/s
答え:____________
固有振動数と同じ振動数の振動を受けて振幅が大きくなる現象
答え:____________
振動数がわずかに違う2音の干渉で音が強弱する現象
答え:____________
λₙ=2L/n、fₙ=nf₁(n=1,2,3,…)
答え:____________
n倍振動には腹がn個できる
答え:____________
張力が大きいほど、線密度が小さいほど大きくなる
答え:____________
一端が閉じた管。閉端は節・開端は腹。奇数倍振動のみ
答え:____________
両端が開いた管。両端が腹。整数倍振動がすべて現れる
答え:____________
L=λ/4、f₁=v/4L
答え:____________
L=λ/2、f₁=v/2L
答え:____________
電気
単位時間に流れる電気量。単位A(アンペア)=C/s
答え:____________
物質ごとに決まる値。単位Ω・m
答え:____________
長さLに比例、断面積Sに反比例
答え:____________
抵抗に電流を流すと発生する熱。Q=I²Rt(単位J)
答え:____________
P=VI=I²R=V²/R(単位W)
答え:____________
W=Pt。家庭ではkWh(キロワット時)で表す
答え:____________
交流の電圧・電流を、直流と同じ効果になるように表した値
答え:____________
V₂/V₁=N₂/N₁(N₁・N₂はコイルの巻数)
答え:____________
エネルギーとその利用
放射能の強さ(1秒あたりの崩壊数)を表す単位
答え:____________
放射線が人体に与える影響の大きさ(等価線量・実効線量)を表す単位
答え:____________
E=mc²(cは光速、約3.0×10⁸m/s)
答え:____________
火力68.6%・再生可能エネルギー22.9%・原子力8.5%
答え:____________
太陽光・風力・地熱・バイオマスなど。繰り返し使え、全体として大気中のCO₂を増やさないとされる
答え:____________
一問一答(解答)
運動の表し方
- 有効数字
- 加減算の規則
- 乗除算の規則
- 変位
- 道のり
- 速度
- x-tグラフの傾き
- v-tグラフの傾き
- 減速
- 速度の式
- 変位の式
- 時間を含まない式
- v-tグラフの面積
様々な力とその働き
- 重力
- 圧力の式
- 水中の圧力
- 浮力の式(アルキメデスの原理)
- 力の分解
- x成分・y成分
- つり合いの式
- 運動方程式
- N(ニュートン)
- 重力加速度
- 鉛直投げ上げ
- 最高点
- 抵抗力
- 終端速度
- 終端速度での力のつり合い
力学的エネルギー
- 仕事の公式(一般形)
- 仕事が0になる場合
- 仕事率
- 運動エネルギーの式
- 正の仕事を受けたとき
- 負の仕事を受けたとき
- 重力による位置エネルギー
- 弾性力による位置エネルギー
- 保存力
- 保存力がする仕事
熱
- 絶対温度(熱力学温度)
- 絶対零度
- 熱平衡
- 潜熱
- 融解熱
- 気化熱(蒸発熱)
- 熱容量
- 比熱(比熱容量)
- 水熱量計
- 熱現象の不可逆性
波
- 波長λ
- 周期T
- 波の速さ
- 横波
- 縦波
- 密・疎
- 定常波
- 音速
- 共振・共鳴
- うなり
- n倍振動
- 腹の数
- 弦を伝わる速さ
- 閉管
- 開管
- 閉管の基本振動
- 開管の基本振動
電気
- 電流 I=q/t
- 抵抗率ρ
- R=ρL/S
- ジュール熱
- 電力の式
- 電力量
- 実効値
- 変圧器
エネルギーとその利用
- ベクレル〔Bq〕
- シーベルト〔Sv〕
- 質量とエネルギーの等価性
- 日本の発電電力量(2023年度)
- 再生可能エネルギー