物理学概論 †
受講生向け情報 †
講義全体の教材 †
- テキスト「つながる物理学」
※ 文章内に相互リンクが張られています。例えば、目次や索引などで、ページ数のところをクリックしてみてください。
- 毎回の授業に対応した練習問題†
- 勉強の方法についてのヒント
- 予 習: NHKテストの花道「今日からできるカンタン予習法」(ダイジェスト:6分, ※受講者のみ)
- ノート: NHKテストの花道「成績を伸ばすカギ!“ノート術”」(ダイジェスト:9.5分, ※受講者のみ)
- 対応関係
- NHK笑わない数学から「『対応』とガロア理論」 ※受講者のみ
- NHKピタゴラスイッチから「対応の歌」 ※受講者のみ
- グラフで対応関係を考える教材
- 数学についての確認
テキストに沿った教材 †
1. 物理学とは †
2. 量と単位 ▼(クリックして開く) †
- 指数について(Powers of 10)
10秒で10倍の大きさを見てみたら、10秒で1/10の大きさを見てみたら、この世の中はどう見えるでしょうか。
- 単位の定義(単位=文明力!明日宇宙人に出会ったら…)
2019年5月に、SIの基本単位の定義(例えば、きっちり1[kg]というのはどういう質量か)が変更になりました。
3. 力学 †
- 3.1 座標系
- 3.2 ベクトル
- 3.3 運動の表現
▼(開く)
- 動画で表現する
- 軌跡を描き加える表現
Eテレ2355から「バレエ・ロトスコープ」 ※ 受講者のみ
- 残像を残す表現
- 速度ベクトルを描き入れる表現
- 時間変化のグラフとしての運動の表現
- 横軸が時間のグラフの起源は?
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。
- 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)
- グラフが表す運動を考える
- 3.4 グラフの傾きと微分法
▼(開く)
- 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。
- 3.5 位置と速度と加速度
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- グラフで考える微分法(ビデオ)
- 3.6 運動の法則
- 3.7 力の単位
- 3.8 加速度と速度と位置
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- グラフで考える積分法
- 3.9 等速直線運動
- 3.10 等加速度運動
▼(開く)
- 自由落下について
- アポロ15号の月面での実験
- 3.11 等速円運動
▼(開く)
- 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。
- 3.12 運動量とその保存則
▼(開く)
- 分裂(互いに押し合って離れる運動)
- 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!
- 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)
- 目で見タイム
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
- 3.13 エネルギー保存則
- 3.14 慣性力
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4. 電磁気学 †
▼(開く)
- 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。)
- 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。
- 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。
5. 振動と波動 ▼(クリックして開く) †