講義のページ/物理学概論 のバックアップ(No.105)

• 運動の表現
  • ビデオの中に軌跡を描いて表現する
    　　・Ｅテレ２３５５から「バレエ・ロトスコープ」 ※ 受講者のみ
    　　・残像を残して表現する動画
    
  • 横軸が時間のグラフ
    鳥獣戯画でも、空間的な位置の違いで時間を表現していますね。
    横軸に時間軸をとる、ということは、人間の本能的な発想なのかもしれません。
    
    
  • 位置を時間の関数として表す表現
    ■ 電車のダイヤグラム
    　　・北陸新幹線のダイヤグラムの例( yoshi223の鉄道館へのリンク)
    ■ コンピューターで描いた例

    運動の種類	物体の運動の様子	運動の様子を表すグラフ
    等速直線運動
    加速減速がある運動
    速さ一定の往復運動
    単振動

    
    ■ 動画から位置の時間変化のグラフを作る： 目で見タイム
    　　・ 例1 : 自由落下・回転運動・振動
    　　・ 例2 : 自由落下・衝突・波
    　　・ 目で見タイム(変換用ページ)(メンテナンスできていません。)
    
    ■ マウスの動きから位置の時間変化のグラフを作る： 点の運動と座標の時間変化のグラフの対応
    
    
  • その他の表現
    ■ 速度ベクトルを描く
    
    
• グラフの傾きと微分法
  • 傾きについての復習と加速度についてのプリント : Inclination_20171025.pdf
  • 傾きについてのビデオ
  • 「極限」で考えるグラフの傾き
    ・アニメーションによる例示
    
    ・操作しながら考える微分係数(平均の傾きと微分係数)
    Geogebra による操作しながら考える微分係数については、こちらのページを参照のこと。
    
• 位置と速度と加速度
  • グラフで考える微分法(ビデオ)
    
    
  • 様々な関数を微分する
    詳細はこちらのページを参照のこと。
    
    
• 加速度と速度と位置
  • グラフで考える積分法

    Googleドライブ

    
    
  • 積分の練習(GeoGebraによる)
    
    
• 運動方程式とラプラスの悪魔（いずれも著作権のために、受講生のページで）
  • ラプラス「確率論」の冒頭
  • NHK 超ＡＩ入門特別編「脳と宇宙が繋がる？ＡＩと人間を分かつ意識とは？」から (1分)
  • NHK ヘウレーカ 「僕らの気持ちはどこからうまれるの？」から (4分弱)
  • Ｅテレ　100分で名著カント「純粋理性批判」(4)から (4分)
    
• 等加速度運動
  • 自由落下について
    

    目で見タイム

    
    
  • アポロ15号の月面での実験
    

    月面でのハンマーと羽根の自由落下外部へのリンク

    ビデオの英語を文字にしたもの(外部へのリンク)
    
    
  • 重さと質量の違い
    ■ Eテレ 科学塾から 重さと質量の違いについて
    ■ 日テレ 世界まる見え！テレビ特捜部からカーン君の重量の変化
  • 自由落下と特殊撮影 : ウルトラセブン
• 等速円運動
  
  • 等速円運動のアニメーション
    位置ベクトル、速度ベクトル、加速度ベクトルの関係がわかる。詳しくは、ページを開いて説明を読むこと。
    ※ ブラウザでフラッシュプレイヤーが有効でないとうまく表示できません。表示できない場合のために、動画を掲載します。

    上のページで表示される動画の例
  • 万有引力によって引き合う物体の運動
    ２つの1kgの物体が1m離れて静止していたとする。万有引力だけでどのように運動するか？詳しくはこのページを参照のこと
    
    
    
• 運動量とその保存則
  • 分裂と運動量保存則（解説ビデオ）
    ※ ひどい言い間違いをしています。「質量と速度の合計」ではなく、「質量と速度の積の合計」です！

    Youtube掲載のビデオ(3分)
  • NHKの動画
    ・ ＮＨＫ　国際宇宙ステーションと初のハイビジョン中継（宇宙で平泳ぎ） (※ 受講生のみ, 4分)
    ・ ＮＨＫ　大科学実験降りると進む満員電車~ (※ 受講生のみ)
  • 分裂
    目で見タイムでグラフ化したもの

    事例	ビデオ	グラフ(目で見タイム)
    分離

    
    
  • 衝突
    
    目で見タイムでグラフ化したもの

    事例	ビデオ	グラフ(目で見タイム)
    衝突
    衝突
    衝突(軽→重-速)
    衝突(軽←重)
    衝突(重←重)

• 慣性力
  • 一定の速度で移動する慣性系での運動
    ■ 電車の中でボールを投げる
    
    ■ 運動しながら落下する物体(Youtube の動画)外部へのリンク
    
    ■ 大科学実験「ボールは戻ってくる？」
    ■ 大科学実験「高速で止まるボール！？」
    
    
  • コリオリの力
    いずれも外部へのリンク

    回転しながらボール投げ(MIT)

    
    

• 電磁気学的現象
  電気と電気、磁気と磁気、電気と磁気の組み合わせがある。

  	電気に	磁気に
  電気が
  磁気が

  
  
• 電荷と磁荷の電磁気学
  
  • GeoGebra によるアニメーション（Youtube 見るだけ。）
    

    走る電荷のまわりの電場と磁場	走る磁荷のまわりの電場と磁場

    
    
  • GeoGebra によるアニメーション
    ※ ブラウザで Flash が動けば操作できます。
    ※ 起動に時間がかかります。
    

    走る電荷のまわりの電場と磁場	走る磁荷のまわりの電場と磁場

    
    
  • 電荷と磁荷の周りの電場や磁場を表す立体模型
    電磁気学的現象は３次元的です。これを表すために、飛び出す絵本式の模型を作成しました。
    ・ 立体模型の型紙（厚紙に印刷してください。）
    　　　立体模型_電荷.pdf
    　　　立体模型_磁荷.pdf
    ・ 立体模型の作り方：次の3ステップで完成！
    　　　1) 黒い線は切る（十字の部分は不要なので廃棄）
    　　　2) 点線は山折りにする
    　　　3) 折りたたんだ状態で糊付けする
    
    
    
    
• 力線の電磁気学
  琉球大学の前野先生の作られた「よくわかる電磁気学」を読むためのシミュレーションがとてもわかりやすい。
  • 電荷間の電気力線
    こちらのページを参照のこと。下の図では、電荷の位置を変え、電気量を調整しました。

    異符号の電荷間の電気力線（引力）	同符号の電荷間の電気力線（斥力）
  • 磁荷と電流の磁力線
    こちらのページを参照のこと。下の図では、磁荷と電流は一つとし、磁化と電流が受ける力の向きを描き入れました。

    磁化と電流の相互作用

    
    
  • パルス電流によって破断するコイルの動画 (※受講者のみ, 1.5分)
    

• 単振動
  目で見タイムでグラフ化したもの

  事例	ビデオ	グラフ(目で見タイム)
  振り子
  バネの振動(おもりが軽い場合)
  バネの振動(おもりが重い場合)
  等速円運動を横から

  
  
• 波動
  • 波の進行方向の変化と時間変化
    
    
• 浪の性質
  • 波の干渉

    基準となる例	幅が広い場合	位相がずれた場合	位相がもっとずれた場合	位相が逆転した場合

    
    

　放射線について外部へのリンク

• 福島大学放射線副読本研究会
  • 上記研究会による副読本（初版）
  • 上記研究会による副読本（改定版）
• 文科省による副読本(文科省の副読本)
  • 知っておきたい放射線のこと（高校生版）前編・後編
    
• 霧箱の映像
  国立科学博物館(みなさんの学生証で無料で入館して見ることができます。)