2010年のページ


月の公転周期(2010.12.13)
月の公転周期を計算してみる。精度よく計算するためには,2体問題としての考察が必要である。

動摩擦力を受ける水平ばね振子(2010.12.11)
一定の動摩擦力によって,振動中心を半周期ごとに変えて減衰振動するばね振子。OKWaveから。

球面に拘束された質点の運動(2010.12.07)
一様な重力下で固定された球面に拘束された質点(球面振子)の運動の解析。Yahoo!知恵袋から拾ったネタ。

0の0乗は?(2010.11.30)
たまたま同僚と話題になったこと。0の0乗は何だろうかという話。

回転系から見た等速直線運動(2010.11.24)
回転円板の上で見た等速直線運動を解析する。Yahoo!知恵袋より。

反対称テンソルの成分展開(2010.11.18)
反対称テンソルをLevi-Civita記号と成分で展開する。かぎしっぽより。

論理積としての法則(2010.11.15)
ボイル・シャルルの法則および運動方程式において,部分法則の論理積としての法則の発展・完備という歴史的または教育的手順が共通して見られる。

遠心分離の速さ(2010.11.15)
遠心分離機による水中微粒子の分離速度の問題。Yahoo!知恵袋より。

タンクから噴出する水の到達距離(2010.11.15)
水位が決められたタンクの側面に開けた穴から,水平に噴出する水の到達距離を最大にする穴の高さを求める。Yahoo!知恵袋より。

回折格子における近似の「矛盾」(2010.11.13)
近似は,そのレベルを意識して使わないと落とし穴にはまることになる。OKWaveより。

重力多体系(2010.11.13)
万有引力を及ぼしあうN個の天体系において,特定の天体が受ける力の記述。OKWaveより。

抵抗を受けるロケットの運動方程式(2010.11.11)
速度に比例する抵抗を受けるロケットの運動を調べる。Yahoo!知恵袋より。

中心力は保存力である(2010.11.09)
中心力は,中心力であることをもってただちに保存力であることが示される。

保存力の条件(2010.11.09)
ある力が保存力である条件は,力のベクトル場の回転がゼロであること。

等質量の弾性斜衝突(2010.11.08)
Yahoo!知恵袋より。等質量の質点A,Bがあり,静止したBにAが弾性衝突をすると,衝突後の相互の運動方向が直交することの証明。

双子の交信(2010.11.08)
Yahoo!知恵袋より。地球にとどまるAとアルファケンタウリまで旅行するBとの交信。相対論の初歩的な問題。

GPS衛星の時計補正(2010.11.05)
Yahoo!知恵袋より。GPS衛星の時計補正の計算。一般相対論のきわめて身近な応用の好例。

中心軸が連結された2円板(2010.10.25)
Yahoo!知恵袋から拾ったネタ。中心軸が棒で連結され,摩擦によって転がりに移行する2円板の系の運動

ベクトル演算--成分 vs 行列--(2010.10.24)
ベクトル演算公式の証明に対して,成分計算と行列計算を比較してみた。

ベクトル演算の行列化(3)(2010.10.23)
続いて微分公式。コンパクトにはなるものの,慣れないとなかなか気持ちよくいかないかもしれない(^^;)。

ベクトル演算の行列化(2)(2010.10.21)
基本公式の確認とベクトル演算公式の証明。

ベクトル演算の行列化(1)(2010.10.21)
ベクトルの内積は,行ベクトルと列ベクトルの行列積に他ならない。ベクトル積や微分演算子を含めて,ベクトル演算をすべて行列化してビジュアルにこなしたいというワガママ。
拙著「特殊相対性理論compact」で用いた表記をもとにしている。

滑車が糸から受ける力(2010.10.20)
滑車が糸から受けるのは張力ではない? 基礎力学の問題に潜む「ゴマカシ」=単純化にメスを入れて解明する。Yahoo!知恵袋のQ&Aから。

ベクトル場の「勾配」?(2010.10.19)
電磁波の波動方程式の導出過程で出てくる,ベクトル場の「勾配(gradient)」とは何か?かぎしっぽ掲示板より。

速さの時間微分と加速度の大きさ(2010.10.17)
ほとんど自明のことだが,「速さの時間微分と加速度の大きさ」は異なるという話。Yahoo!知恵袋より。

つまづいて倒れる直方体(2010.10.14)
台車の急停止によって倒れる直方体の問題。Yahoo!知恵袋から。

極座標による微分導出への回転の活用(3)(2010.10.14)
最後はラプラシアンで締めましょう。

極座標による微分導出への回転の活用(2)(2010.10.13)
発散の計算の成功に気をよくして,次は回転。

極座標による微分導出への回転の活用(1)(2010.10.13)
極座標によるスカラー場やベクトル場の微分演算(勾配・発散・回転等)の導出方法はいろいろあるが,いずれもなかなか骨の折れるシロモノ。運動座標系における「回転」を用いる方法を思いついた。

エネルギー原理からエネルギー保存へ(2010.10.08)
Yahoo!知恵袋より。保存力による仕事と位置エネルギーの関係をすっきりさせる。

撃力を受けた連結棒の運動(2010.10.06)
2本の棒が回転軸連結された系の一端が撃力を受けたときの運動。OKWaveより。

安定を無視したつりあい問題(2010.10.01)
安定を無視し,単に力のつりあい条件のみで「静止」を語る悪問が後を絶たない。現実にありえない状態を問題にするのはいかがなものか?

3力のつりあい実験器(2010,10.01)
「3力のつりあい実験器」が,「3力のつりあい」を確かめるものになっていることの証明。

曲率テンソルの展開(2010.10.01)
一般相対論のリーマン微分幾何学に出てくる曲率テンソル(リーマンテンソル)をその縮約であるリッチテンソルおよびスカラー曲率(リッチスカラー)で展開する。

たまごころりん(2010.09.24)
Yahoo!知恵袋のQ&Aから。なま卵とゆで卵を並べて斜面を転がすと,どっちが早くゴールに着くか。

ローレンツ短縮と電磁場の変換(2010.09.13)
相対論と電磁場の変換において,電磁場の変換をその源=電荷とその移動にさかのぼって考察したが,定性的に簡明な「電子系」による思考実験を試みた。

連星系の崩壊(2010.09.01)
OKWaveのQ&Aより。相互に円軌道を描く連星系の回転が突然静止したとして,接近衝突までの時間を問う。

ばねで連結された2質点の縦振動(2010.08.21)
オーソドックスな連成振動の問題。

有効ポテンシャルと惑星の軌道(2010.08.12)
Yahoo!知恵袋への回答をきっかけに,有効ポテンシャルと惑星の軌道の関連について整理してみた。

電気力線の「分岐点」(2010.07.28)
Yahoo!知恵袋より。2つの正電荷から出る力線の「分岐点」について。

栓が抜けた浴槽への注水(2010.07.27)
Yahoo!知恵袋より。排水栓が抜けている浴槽への注水時間を求めよ,というちょっと意地悪な問題。

質量を無視できないばねの伸び(2010.07.27)
OKWaveのQ&Aから。質量が無視できないばねを鉛直につるした場合の伸びについて。

円柱の段差乗り上げ(2010.07.26)
角運動量保存を用いる問題。転がってきた円筒が,段差を乗り上げないための限界高さを求める。Yahoo!知恵袋より。

中心力下の円運動まわりの微小振動(2010.07.22)
久しぶりに,「目からウロコ」の教育的示唆に富む問題に出会った。rの累乗に比例する中心引力下で質点が円運動をするとき,そのまわりの微小振動に関する問題。Yahoo!知恵袋より。

中心力-krを受ける質点の運動(続き)(2010.07.15)
デカルト座標で計算しなおしてみた。

中心力-krを受ける質点の運動(2010.07.15)
距離に比例する復元力を中心力として受ける質点の軌道運動。

重心運動と相対運動の角運動量(2010.07.14)
質点系の角運動量が,重心運動の角運動量と重心まわりの相対運動の角運動量の和として表されること。慣性モーメントに関する「平行軸の定理」の根拠でもある。

衝突パラメータと散乱角(2010.07.14)
Yahoo!知恵袋から。軌道方程式を経ずに散乱角と衝突パラメータの関係を得る。

バトンへの衝突とその回転(2010.07.08)
3つの保存則を用いる問題。OKWaveから。

重心運動と相対運動のエネルギー(2010.07.08)
質点系の運動エネルギーが,重心運動のエネルギーと相対運動のエネルギーに分離できることの証明。N質点系への一般化は面倒だと思いましたが,すっきりまとまりました。

動く光源はなぜ斜めに光を出すのか?(2)(2010.06.21)
続編。相対論的な速度合成によってつじつまのあう,光に対する相対性原理。

動く光源はなぜ斜めに光を出すのか?(2010.06.16)
かつて私も疑問に思いながら,深く考えることなく未解決のまま忘れていたものである。Yahoo!知恵袋から。

おわんとおはしの問題(2010.06.13)
OKWaveより。つりあいの問題としては見かけるが,その微小振動までを考察する。

すべる棒が壁を離れるとき(2010.06.10)
Yahoo!知恵袋から。回答しかけたら質問者が削除してしまった。ちょっとドキッとした問題。

ホールインツー(2010.06.10)
Yahoo!知恵袋から。斜面でバウンドさせたボールをカップイン。

フーコーの振子の回転角(2010.05.20)
Yahoo!知恵袋より。なぜ,緯度の正弦に比例するのか。

バランスボール(カチカチボール)(2010.05.15)
「ニュートンのゆりかご」などという呼び名もある衝突球。Algodooの精度重視で,巨大なものをつくってみた。

ラザフォード散乱の軌道(2010.05.07)
ラザフォード散乱の軌道の導出は,古典的には惑星軌道の導出とほとんど変わらない。結果らしいものがわかったので,自分なりに導出してみた。

軌道方程式から万有引力の法則へ(2010.05.06)
運動方程式から軌道方程式まで(1)で万有引力の法則を含む運動方程式から,惑星の軌道方程式を得た。今度はその逆で,軌道方程式から万有引力の逆2乗則の成立を導出する。

仮想仕事の原理(2010.05.04)
トラス構造などの静力学において威力を発揮する仮想仕事の原理。初歩的な応用問題である。
「力学」(原島鮮)からひろった。

支点の水平振動によって励振される振り子(2010.05.02)
「解析力学」(久保)の演習より。支点が水平に強制振動するときに起こる振り子の励振(共鳴)とうなり。

並進・回転の独立な振動(2010.04.30)
「解析力学」(久保)にある問題。2本のばねでつりさげられた棒の並進・回転の振動。

U字管内の液柱の振動(2010.04.26)
よく見る問題だが,Q&AサイトでみかけたのをきっかけにAlgodooのネタにしてみた。

軌道座標系の「等加速度」運動(2010.04.26)
Yahoo!知恵袋の質問から。軌道座標系において加速度が一定の運動を考察する。

ポテンシャルの谷間の振動周期(2010.04.24)
Yahoo!知恵袋の質問から。なかなかホネのある問題?

運動座標系のシステマティックな導出(3)(2010.04.18)
回転の角速度ベクトル\boldsymbol\omegaを用いた,速度・加速度の導出。

運動座標系のシステマティックな導出(2)(2010.04.18)
3次元極座標系への応用を検討する。

運動座標系のシステマティックな導出(1)(2010.04.17)
運動座標系への座標変換や,速度・加速度の記述について,線素および基底ベクトルを基本情報としてシステマティックに導出する手順を整理してみたい。

軌道方程式から位置計算まで(2010.04.15)
Yahoo!知恵袋のQ&Aから。惑星の位置計算に,こんな解析的な方法があることを知った。

回転の慣性(2010.04.02)
ばね振子に励振される振子(2)から思いついた問題。回転の慣性が振動周期に影響を与えるひとつの例。

ばね振子に励振される振子(2)(2010.03.31)
ばねにつながれて振動する台の円筒内面上ですべる小球の運動。数学的には,ばね振子に励振される振子とまったく同じ。

運動方程式と力学的エネルギー保存(2010.03.30)
一般に,力学的エネルギー保存則は,運動方程式の経路積分であるエネルギー原理から得られる。よく見かける相対運動の問題場面で,運動方程式から力学的エネルギー保存を導出するという「遠回り」をやってみた。OKWaveのQ&Aから。

ばね振子に励振される振子(2010.03.30)
ばねによって振動するおもりに連結された振子の励振とモード間のうなり。

ばねで連結された振子群の振動(2010.03.19)
バークレー物理学コース「波動」より。ばねで連結された振子群に生じる定常波と,分散関係。

血圧を生じさせる心筋の筋力(2010.03.19)
OKWaveより。医療関係学部の問題だろうか?

ばねで連結された質点群の横振動(2010.03.18)
弦の定常波の不連続モデル。バークレー物理学コース「波動」を参考にした。

運動座標系による運動方程式(2)(2010.03.17)
いよいよ本題。加速系への座標変換の副作用として表れる「慣性力」の数々。

運動座標系による運動方程式(1)(2010.03.17)
最も一般的な運動座標系における運動方程式の記述について整理してみた。OKWaveのQ&Aにヒントを得て。

運動方程式から軌道方程式まで(3)(2010.03.16)
軌道の微分方程式を積分して,軌道方程式を得る。

運動方程式から軌道方程式まで(2)(2010.03.16)
極座標による運動方程式から,軌道の微分方程式までを追う。

運動方程式から軌道方程式まで(1)(2010.03.16)
「万有引力の法則」を力の法則として含む運動方程式から,惑星の楕円軌道を導く過程はなかなか難しいと思っていたが,何とか一から自分で展開できる範囲であるように思えたので,整理してみた。

弱い結合によるモード間のうなり(2010.03.13)
弱い結合をもった2つの振動子の,規準振動(モード)の重ね合わせによって生じるうなりの解析。バークレー物理学コース「波動」より。

弾性棒とばねで連結された3連振子(2010.03.09)
OKWaveのQ&Aより。弾性棒とばねで連結された3個の質点のモード(規準振動)を求める。

雪上スピード競技と体重(2010.02.23)
まさに今,話題に事欠かない冬季オリンピック。雪上でのスピード競技と体重との関係について。基本的には「次元」の問題?

コンデンサーの貯水槽モデル(その2)(2010.02.23)
かぎしっぽのQ&Aより。コンデンサーの貯水槽モデル(試論)に続く試論第2弾。苦肉の借金対策?

スリンキー近似(2010.02.21)
2本のばねに引かれた質点の縦振動と横振動における,スリンキー近似(自然長\ll平衡長)と小振動近似(変位\ll平衡長)の比較。

直線電流がつくる磁場内を動く正方形コイル(2010.02.13)
直線電流から正方形コイルが離れていくときの誘導起電力を求める問題。

二重振子のモード(2010.02.12)
二重振子の規準振動(ノーマルモード)のときに現れる,糸でつながれた点電荷の運動と同じ最大速問題。

相対論と電磁場の変換(2010.02.04)
物理のかぎしっぽの質問から。電磁場の変換を場の源からさぐる。

コンデンサーの貯水槽モデル(試論)(2010.02.03)
コンデンサーの貯水槽モデルは,並列つなぎは水槽の水平連結を考えればよく簡単だが,直列つなぎのモデルに難がある。コンデンサーのつなぎかえ問題における貯水槽モデルの活用試論。

運動エネルギーの相対性(2010.01.31)
OKWaveのQ&Aより。運動エネルギーの相対性とエネルギー保存の絶対性について。

糸でつながれた点電荷の運動(2010.01.30)
OKWaveのQ&Aより。糸でつながれた点電荷の最大速さを求める問題。出題者は,束縛条件を考慮したのだろうか?

切れ目のあるリング電荷の回転(2010.01.29)
OKWaveのQ&Aより。切れ目のあるリング形状の電荷をもった物体が電場から力を受ける場合の回転運動の問題。

小球を発射する台車(2010.01.28)
金沢大'93入試問題より。相対運動がからんだ分裂の問題。

水平面との無限回衝突(2010.01.27)
無限回衝突問題の基本。

プランク質量とプランク長(2010.01.27)
OKWaveのQ&Aより。プランク質量からプランク長を求める??

AVATAR(2010.01.26)
OKWaveのQ&Aより。映画「AVATAR(アバター)」のパンフレットでみつけた矛盾について。相対論の問題。

水の入ったV字管つき台車(2010.01.25)
OKWaveのQ&Aより。台車に固定されたV字管内の水の運動に伴う台車の運動。

小球群による圧力とその解放(2010.01.23)
OKWaveのQ&Aより。分子運動論的な問題。

ダークマターが公転に与える影響(2010.01.21)
OKWaveのQ&Aより。球対称の不明の質量分布(ダークマター)が太陽系に存在する場合の地球の運動について。

動く反射壁によるドップラー効果(2010.01.20)
音源および観測者が静止しており,壁が動く場合のドップラー効果について。Y氏の急逝を悼みつつ。

干渉条件と反射則の矛盾(2010.01.19)
OKWaveのQ&Aより。私もかつて持ったことのある疑問である。なぜ干渉条件は反射の法則を逸脱するかというもの。

自転を考慮した鉛直投げ上げ(2010.01.18)
OKWaveより。Neilの放物線と同じ問題だとピンときた。

数値解析ツールPolymath(2010.01.17)
微分方程式の数値積分を簡単かつ手軽にできる解析ツールとして,Polymath を導入してみた。

パテがくっついた棒の運動(2)(2010.01.16)
パテがくっついた棒の運動 の軸なし水平運動版。「ファインマン物理学」演習問題より。

ばね連結台車のキャッチボール(2010.01.14)
東工大'03入試問題をヒントにしたオリジナル問題。ばねで連結された2つの台車の間で小球が放物運動する。

斜面上の斜方投射と弾性衝突(2010.01.13)
OKWaveより。斜面上で斜方投射された小球が完全弾性衝突を繰り返す。

完全非弾性の斜衝突(2010.01.11)
はねかえり係数がゼロで,摩擦なしというおよそありそうにない設定の場合,いわゆる斜衝突において合体はありえない。

正方形枠の回転2(2010.01.10)
鉛直面内に立てて,重力を考慮する。ひとまず,姿勢保持に必要なトルクの導出を考えてみたい。

正方形枠の回転(2010.01.10)
正方形に回転軸連結したリンクの回転を解析する。

斜面をすべる台上のばね振子(2010.01.08)
埼玉大'03入試問題より。斜面をすべりおりる台の上で振動するばね振子の相対運動の問題。

斜面上で回転静止する円筒(2010.01.07)
オリジナル問題。斜面上で円筒がすべり回転しながら静止し続ける条件を求める。

宇宙船のスピン低減装置(2010.01.07)
「ファインマン物理学」演習より改題。スピンする宇宙船からおもりを放って回転を止める。

2次元ばね振子(2010.01.06)
阪大'06(後期)入試問題より。左右両側から2本のばねに引かれた質点の2次元の振動。

降りるおもちゃ2題(2010.01.05)
「おもちゃの科学2」(戸田)より。「俵ころがし(ピョコピョコカプセル)」と「はしご下り」を2題。

ばねと摩擦のおもちゃ(2010.01.04)
「おもちゃの科学1」(戸田)より。重力と摩擦によるばねの自励振動を用いたおもちゃのシミュレーションを2題。

ぶらんこ3題(2010.01.04)
お正月らしく(?),末広がりで縁起のよいぶらんこ3題。基本的な励振のしくみは同じ。

実体振子(2010.01.03)
「ファインマン物理学」演習より。実体振子の振動特性について。

撃力を受けた回転軸連結棒の速さ(2010.01.02)
「ファインマン物理学」演習より。回転軸連結された2本の棒と同じ系で,一端に撃力を受けた場合の2本の棒の速さの比を求める。

ばね振子への衝突合体(2010.01.02)
「ファインマン物理学」演習より。鉛直ばね振子がおもりと等質量の小球の衝突合体を受けて振動を始める。

加速する斜面から飛び出す物体(2010.01.02)
慶応'05入試問題より。水平に加速する斜面をのぼり,上端から飛び出す物体の運動。

支点の上下する振子(2010.01.01)
「一般力学30講」(戸田)より。パラメタ励振の好例。

最終更新:2012年03月09日 19:23