高校物理質問スレpart39

まずは>>1をよく読みましょう

・高校物理以外の質問はお断り
・質問する前に教科書や参考書をよく読みましょう。
・質問者は何が分からないのか、どこまで考えたのかを明記しましょう。
　問題の丸投げはダメです。丸投げに答えるのもダメ。ヒントを示す程度に留めましょう。
・質問者はあらゆる回答者に敬意を表しましょう。
　質問に対する返答には、何かしらの返答を。（荒らしはスルーでおながい）
・回答者がわかるように問題を書くようにしましょう。
　問題の写し間違いに気をつけましょう。
　問題の途中だけとか説明なく習慣的でない記号を使うとかはやめてね。

■書き方
・数式の例　（ちょっとした疑問や質問スレのテンプレも参考に）
　ベキ乗　x^2
　平方根　√(a+b)
　分数式　((x+1)/(x+2))
　三角関数　sin(θ)
・図
　図が必要な場合、画像としてupするか、文字で書くことになります。
　文字で書く場合は、ずれに注意してください。
　MSPゴシックで表示できるエディタや2ch専用ブラウザを使いましょう。
　また、連続する半角空白は単一の空白として表示されるので注意。


前スレ
高校物理質問スレpart38
https://rio2016.5ch.net/test/read.cgi/sci/1578728461/

>>696
なんの教科書を使おうが、どこの学校に入ろうが関係ない。

そもそも荒らしを相手にするのが間違い

ようやく消えたか

>>697
だから、何でお薦め教科書くらい教えられないの？www

>>691
だ・か・ら、どこのことなの？
隔離スレ。

一般人向けのスレがないのでここで、

たとえば中学生くらいの子供に、
どうして原子核と電子はくっ付いちゃわないの？
どうして原子核の陽子は反発してるのにくっ付いていられるの？

と、質問されたとして、
子供だましの不正確な答えではなく且つ優しくわかりやすく説明するとしたら
どんなふうに答えるのが良いと思う？

>>702
原子物理の教科書に答えが書いてある。ただし
その教科書全体と数学が理解できなければ、死ぬまで答えが分からない。
そんだけ

ピントのズレた回答だな

中学では無理だが高校物理なら原子、原子核、電子で構成される仕組みはボーア模型で
引っ付かない説明もされてる。それが不満なら専門書か大学で学習するしかない。

古典力学で充分だろ
原子核と電子なら引き寄せられても勢いがあるから通り過ぎる
電気引力があっても接着する力はない
原子核の陽子なら反発より強い電気以外の力がある
量子力学が必要になるのは電磁放射で原子が不安定になると知った後

原子核と電子がぶつからない説明も必要かな？
「ぶつかる」が電磁気と原子分子による物質構造あっての話だと説明しなきゃね

子供相手ならある程度不正確になるのは仕方がない

原子同士はぶつかる　電子同士はぶつかる　原子核と電子もぶつかる
ぶつかれば古典力学では散乱される。

散乱されるとはそれまでの定常運動の状態を乱されることであるから原子の状態は壊れる。

ところが、現実の原子の状態は一定以上のエネルギーでぶつからないと散乱されず壊れない。
古典力学では説明できない。

家庭用のリニアコライダー売ってないのは何故だろう？

需要がないからだろ

>>711
せめて高校生の実験用に、
学研の「大人の科学」付録に付けて欲しい。
んー、やっぱデアゴかアシェット？

家庭用リニアコライダって何だよ

静電気でいいんじゃね？
古典力学で説明できる事でも出来ないて言いたがる奴いるよね

>>713
任天堂Wiiの新作。

何いってんだこいつ。

マジレスするとEMANよりもくっくっくのほうが勉強になるわ。

お、自演ヨイショ久しぶり

>>717
Qちゃん、平行平板コンデンサの問題、解けるようになったぁ？

>>717
俺もそう思う。自分の知識が表面的だったと痛感させられるし。

これは自演ヨイショ芸が本格的に復活かな

しょせん相間の自慢

>>719
あれってどんな「難問」だったっけ？

>>723
垂直電界しかないという例の単純モデルの式を使って、誘電体を横方向に引っ張り込む力を
単純モデルのエネルギー式を偏微分して求めてしまうというやらかし問題だったな。
これはくっくっくの指摘がまったく正しくて印象深い。
横方向の力はもともと単純モデルには入っていないので大間違いという。

>>724
こういうこと。
密度ρの直方体abcが高さhにあるとその位置エネルギーはρ・abc・g・h
それをaやbやcで偏微分すると縦横高さの３方向に力が現れるが、何それ？って。

エネルギーを何でもかんでも位置で偏微分して力を求めるのは正しくないという例。
入試でこんな問題出したそうだから絶句する。ゆとりか？

>>724
入試でその問題出したそうだよ。
マジで絶句するよね。
本当にくっくっく氏が正解。

>>725
垂直方向にしか電界がないというモデルで
横方向の力を求めさせるんだから失笑ものだよな。
物理学がまったく分かっていない。

>>727
ゆとり世代全開だね。
誰も指摘せず入試問題に出てくるんだから絶句。

くっくっくこそ大正義

ひとりで喋ってら

慰めが必要なんだね

平板コンデンサに半分挟まった誘電体の引き込み力を求める問題は電磁気学の定番演習問題だ。
この演習問題の肝は平板コンデンサの中央付近の垂直磁場だけのエネルギーから正確な力が計算できる
ことだ、引き込み力が発生する平板の端部分の複雑な電場の値を計算する必要がない。

９９９のようなクーロン力しか考えられない馬鹿には始めから解けない問題なのだよ
高校生レベルでは理解できなくても構わない。

万が一高校生が見てたら有害だから999はちゃんとスレたててやってほしい
構ってあげるから

>>725が端的に
「999は物理わかってませんよ」
と物語っている

背景にあるエネルギー保存が理解できていない

>>732
垂直磁場 -> 垂直電場

平行平板コンデンサーの公式は板が無限に大きい場合考えてるから、そもそも半分挟まると言う状況ができないと思います

有限の平板コンデンサの中央部の垂直電場の強さは、無限大の平板コンデンサの垂直電場とほとんど等しい。
中央部の垂直電場の強さだけ判れば引き込み力が計算できるということだ。

どう計算するんですか？

>>737
有限の平板コンデンサの容量が同じ面積の無限大の平板コンデンサを切り出した容量より
少し大きくなるのは板の端に近づくほど電場が曲がり外にはみ出すのが原因。

引き込み力を計算するには有限の平板コンデンサの全容量を計算する必要はない
中央部だけの”容量変化”によるエネルギー変化だけを計算すればよい。

なんで中央だけでいいんですか？

>>741
まだ解らんのか
平板コンデンサに半分入った誘電体をさらに引き込んで容量が変化するのは中央だけだ
端の部分は容量も蓄えたエネルギーも変化しない。

>>732
くっくっくじゃないが、
その垂直電場しかないコンデンサーで
なぜ横方向の力が存在することになるのか、
これ大問題だろ。書いてる本はすべてアウトだな。

くっくっくの書き込みで俺もハっと気づいたから救われたよ。
ずっと騙されたままで終わらずに助かった。

>>725
この説明が天才的に分かりやすい。
まさにこれ。この奇妙な考え方で
コンデンサー横方向のありえない力を出してるんだよな。

なんでも偏微分すればその方向に
存在しない力を生み出せるトリックだ。
これ、よく教えてくれたなとずっと印象に残っていた。
くっくっくは本物の天才だわ。

>>742
お前が一番分かってない。>>725とまったく同じミスが
コンデンサー横方向の力だと気づかない馬鹿。

誘電体に働く力は電界方向にしかない。
ちょっと考えてみればこれは実に当たり前のこと。
いったい誰が横方向の力なんて言い出し始めたんだろうな。
手元にある専門書いくつか見ても、電界方向の問題しか見当たらないんだが。

本当に入試で出したとしたら大問題だろ。マジなのか？
誰かアップしてみてくれ。

>>736
そのとおり。
無限大モデルなのに横方向に引き込むというのは
モデルが破綻しているのでそもそも式が使えない。

>>746
普通に書いてある。しかし、それらの本はすべて大間違いだということ。
書いていない本は良心的で、大間違いなのを分かっていて
あえて書いてないのなら優秀。

>>746
例えば「詳解電磁気学演習」P95に複数問取り上げてある。
この問題集はおそらく最高レベルの問題集だが、残念ながら
最大級のミスを犯してしまっている。

無限大モデルに横方向の電場を考えるという大きなミス。
物理的な機構を考えず、単に数的処理しているとこうなってしまうという恥ずかしい見本。
だから最近ではなく、このミスは大昔からだ。

>>736
これ。だから誘電体を横方向に引っ張る問題は
すべてアウト。

>>725
これこれ。この方法でたいていの人間を
騙すことができる。コンデンサー横方向の力も
完全にこれだからアウト。

>>748
昔の教授もたいがいだったんだね。
電気力線よりも深刻なミスで笑える。
みんな正しいと信じて死んでいったんだｗ
誰か大々的に指摘して物理学会の問題事項にしてやれよ。

何故自分のレスにレスしてるのですか？

>>725
完全にハミルトニアンの悪影響だな。
なんでも偏微分すると力になると思い込んでるとこれにハマる。
なるほど、くっくっくが言ってたのはこれか。

>>753
量子力学ってこういう勘違いが至る所にあふれてるんだろうねｗ

>>753
存在しないものを存在するように見せかけるのが量子論で
その道具だからな。

この「論法」、昔どこかで目撃した記憶が…。
ああそうだ！この本だよ、これ。
ISBN:4-195-5519-19

呆れたことに「最近」もこんなの出してくさるw
4-873-0246-41

まあ、死ぬまで相対論のいろはのイすら理解できずに死んで行く…、
何とも哀れな老人…

高校生の皆も、ちゃんと勉強しないと999みたいな馬鹿になっちゃうぞ！

2.4.4 誘電体に働く力(4.4.4 Forces on Dielectrics)
https://www.rs.tus.ac.jp/nikuni/elemag/elemagnotes10.pdf

>>739
>有限の平板コンデンサの容量が同じ面積の無限大の平板コンデンサを切り出した容量より
>少し大きくなるのは板の端に近づくほど電場が曲がり外にはみ出すのが原因。

有限の平板コンデンサが誘電体を中に引きこむ力が生じる理由が書いてあるだろ
直接、電場の曲がりから力を全て計算しする方法は複雑すぎてできない。

999の自演ヨイショ芸復活してる！

999って窪田なの？
年齢的にも確かにおじいちゃんだし、工学系の相間ってのも合致してるね

>>742
なぜ変化しないのですか？

高校物理では高校数学の微積分・微分方程式授業が遅れるか教えないため
微分形式の力学記述が使えない。
それを使わなくても解けるように与えられた運動量やエネルギーの積分形式の
公式を使って問題を解く

有限の平板コンデンサの誘電体に引き込む力の場合も偏微分形式を記述せずに
静電容量のエネルギー比較ありきで問題を解くしかない。
それを知らないと９９９のように無限大の平板コンデンサ（垂直電場）同士の
容量比較だからオカシイと勝手に勘違いしてるだけ。

>>760
…あ！

>>761
------------
------------ 誘電体
------------
------------
------------ 誘電体
------------
P
図から誘電体が変位してもP付近の電場の状態は変わらないのが判る

スペースが削除されてる
------------
　 ------------ 誘電体
------------
------------
　 ------------ 誘電体
------------
　 P
図から誘電体が変位してもP付近の電場の状態は変わらないのが判る

>>760
窪田は、そもそも何の「専門家」なのか、未だにまったく不明。
専門どころか、いったい何の仕事してたのかすら謎。たぶん、
何の専門ももたぬ、ただの…今で言う…無職のフリーター…が、
一番近いのでは。

>>725
とりあえず、今確実に言えること：これ、冗談でもネタでもなく、
マジもマジ、大真面目な本気の真剣だったんだなwww

>>768
馬鹿はスレレスが読めないのか？

>>742　からコンデンサ端部分は変位でエネルギーが変化しないので０
コンデンサ中央の変位によるエネルギー変化だけの計算になる。

>>769
ちなみに有限長の平行板コンデンサに誘電体がピッタリ収まった状態ならば
左右どちらに変位してもコンデンサのエネルギーが増加し、引き込み力が作用する。
つまり、ピッタリ収まった状態が最低エネルギーで安定して釣り合う。

「999=窪田」仮説を検証したい

>>766
絵はよくわかりませんけど、物が挟まってる事実は変わらないからってことですか？

でも、どこまで挟まってるかが違うからちょっとは変わりそうな気がしますけどね
無限なら問題でないかもしれませんが、有限なのですから

>>772
くっくっくの言うことを真に受けないように。
計算してみると、コンデンサの端に近いところで大きな横方向の電場が現れるのがわかる。
誘電体がコンデンサの端からちょっとでもはみ出せば途端に引き込み力が発生する。

http://www.softwareglass.com/IntelligentEditCalculator/%E8%A8%88%E7%AE%97%E4%BE%8B/%E3%82%B3%E3%83%B3%E3%83%87%E3%83%B3%E3%82%B5%E3%81%AE%E7%AB%AF%E5%8A%B9%E6%9E%9C.html

>>772
有限平行板コンデンサの端から漏れる電場は距離の逆2乗以上で小さくなる
そこに挟まる誘電体が一様の物質ならば変位で殆ど電場状態は変化しない。
当然
>>770 の様な位置では効き込む力は変位から簡単に計算できない。

そりゃ手計算じゃ難しいけど現代にはマイクロプロセッサがありますからな

>>773
計算するまでもなく、頭ん中で【電気力線】描いて【思考実験】すれば、
ほぼ一瞬で、内向きに非っ張られる力が働く！
のわかりますよね。もちろん、計算するのは大事。

>>771
あのー、窪田さん、自宅の住所と電話番号、公開してますから、
手土産持参で訪問してみたら？

>>776
逆にいえばそれでわかるのは内向きに非っ張られる力が働くだろうってことぐらいでしょう。
そしてせいぜい自分で納得するのみ。
物理学を具体的に活かすなら、値を求めなければ意味がない。

しかしこの問題、俺はっきり記憶してるけど、
高校生の時にちゃんと計算して理解したぞ。
な〜んも難しいところ皆無だわ。

そりゃ近似的に計算するなら高校物理で普通に出てる問題だろう
解けても自慢にならんわ

>>778
つか、Qちゃん納得させるだけなら、その【定性的】(gyag)
なお話しで充分…あ、それが出来ない相手だったかwww

現に９ちゃんは納得してないし、そもそも９ちゃん納得させることなんて目的にしてない

どうでもいい事でスレが伸びるなー

どうでもいい事でスレが伸びるなー、という感想がいちばんどうでもいい
どうでもよくない話を自分で持ってきてくれ

電気力線ですか…

電気力線だろうが何だろうがいいけど、あなたがこのスレに書き込むのが適切と思ったことをどうぞ

次は本数の話題になるのか？

俺はおとなしく演習詳解力学でも読んでみるからわからない場所が出たら誰か教えてな

> 次は本数の話題になるのか？

知らん、なんで突然そう思うのかわからんが
あなたが意図的にその質問をしない限り勝手にそうなる確率はかなり低い。

> 俺はおとなしく演習詳解力学でも読んでみるからわからない場所が出たら誰か教えてな

そりゃそのためのスレだからね。
実際教えてくれるかどうかはわからんが。

空気と誘電体の境界で本数が変わるデンキリキセンが描けるのか？
使い物にならん。

ここの人たちによると、かける電気力線は電気力線ではないようですよ

ここは本来くっくっくと婆が適当なでっち上げ話を披露するためのスレじゃない

現実には接地するにしても地球は高々有限のスケールしか持ち合わせてない

だからすべてのアース使った電気回路は成立しない


ぐらいにはつじつまが合ったクック河童橋厨房IH

>>789
誘電率が変わるんだから、当然本数は異なるお。
よって不連続になるお。

>>792
はあ？Qちゃんそんなことまで言ってたの？

>>780
もちろん自慢してるつもりはないお。
高校生でも、ほぼ全員が理解できるものを、
いいお爺さんが解けないわ誤解してるわ、
あげくの果てに教科書書いてるセンセーが間違えてるだわ、
見ているこちらが恥ずかしいわw

お前も同じ程度に恥ずかしい