講義のページ/物理学概論

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物理学概論 †

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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†
  

  問題番号	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15		全部
  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
      

      問題番号	1	2	3	4		全部
      練習問題	天気図	18歳人口	GapMinder	鉄道ダイヤグラム		全部
  • 数学について
    • 傾きについての復習と加速度についてのプリント
    • 比例と式変形の確認のプリント
    • おすすめ書籍
      新体系・高校数学の教科書 上 (ブルーバックス) 新体系・高校数学の教科書 下 (ブルーバックス)
      

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） †

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

      	1	2	3	4
      グラフ
      運動	■	■	■	■
      運動とグラフ	■	■	■	■

      
      
  • 計算機を使って横軸が時間のグラフを作成する
    • 目で見タイム
      動画から位置の時間変化のグラフを作る
      　　・ サンプル集 : 自由落下・衝突・波
      
      
    • 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
      
      
• 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
  　　▼（開く）
  • 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。
    
    
• 3.6 運動の法則
• 3.7 力の単位
• 3.8 加速度と速度と位置
  　　▼（開く）
  • 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)
      
      
• 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

    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
    
    
• 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。

    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
    
  • 復習ビデオ(受講生のみ)
    「数式がどうも苦手」という人は、このビデオを見ながら、自分で紙に式を書いて計算してみませんか？これができれば、きっと自信になるはず！！
    一つのキッカケになるはずです！！
    再生できない場合には、右上のポップアウトのマークをクリックしてください。
    
    
    
• 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！

      Youtube掲載のビデオ(3分)
    • 復習ビデオ(受講生のみ)
      「数式がどうも苦手」という人は、このビデオを見ながら、自分で紙に式を書いて計算してみませんか？これができれば、きっと自信になるはず！！
      一つのキッカケになるはずです！！
      再生できない場合には、右上のポップアウトのマークをクリックしてください。
      
      
    • 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
      
      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)
• 3.13 エネルギー保存則
• 3.14 慣性力
  　　▼（開く）
  • 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)

    
    

4. 電磁気学 †

• 電磁気学的現象
  
  　　▼（開く）

  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
  
  　　▼（開く）
  • 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
  
  　　▼（開く）

  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)
    

5. 振動と波動　　▼(クリックして開く) †

6. 原理 †

7. 物理と人間生活　　▼(クリックして開く) †

物理学概論の関係者(Wikipedia) †

ルネ・デカルト	朝永振一郎	ガリレオ・ガリレオ	アイザック・ニュートン	ピエール＝シモン・ラプラス	ヘンリー・キャベンディシュ	マイケル・ファラデー

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以前の講義 †

• 2024年度秋学期
  
• 2024年度春学期
  
• 2023年度秋学期
  
• 2023年度春学期
  
• 2022年度秋学期
  
• 2022年度春学期
  
• 2021年度秋学期
  

  授業回	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14
  コメント	◯	─	◯	◯	◯	◯	◯	◯	◯	◯	◯	◯	◯
• 2020年度秋学期
  • テキスト「つながる物理学」(2020年度用)
  • リアクションペーパー・フィードバック
• 2017年度 秋学期
  コメントに対するフィードバック

  授業回数	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15
  フィードバック	◯	◯	◯	◯	-	-	-	-	-	-	◯	◯	-	-	-
• 2015年度 秋学期

  回数	1回	2回	3回	4回	5回	6回	7回	8回	9回	10回	11回	12回	13回	14回	15回
  フィードバック		◯	◯	◯	◯	◯	◯	◯	◯	◯	◯	13回と合併	◯	個別返却のみ	個別返却のみ
• 2011年度秋学期
  • シラバス
  • 配布物

    1回	2回	3回	4回	5回	6回	7回	8回	9回	10回	11回	12回	13回	14回	15回
    フィードバック 01	02	03	04	05	06	07	08	09	10	11	12	13
• 2011年度春学期
• 2010年度
• 2009年度
• 2008年度秋学期
• 2008年度春学期

↑

参考 †

• 高校での勉強に自信がない人へ
  • NHK 高校講座 物理基礎
  • さくらーにんぐ

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添付ファイル: Note.pdf 318件 [詳細] Mirror_Object_S.png 187件 [詳細] Linear_Object_S.png 211件 [詳細] Sin_Object_S.png 173件 [詳細] Cubic_Object_S.png 208件 [詳細] Gairon_Laplace_300.jpg 73件 [詳細] Gairon_Galileo_300.jpg 86件 [詳細] Gairon_Faraday_300.jpg 69件 [詳細] Gairon_Descartes_300.jpg 68件 [詳細] Gairon_Cavendish_300.jpg 79件 [詳細] Gairon_Tomonaga_300.jpg 72件 [詳細] Gairon_Newton_300.jpg 66件 [詳細] Note_20230414.pdf 1001件 [詳細] Math_All.pdf 767件 [詳細] Inclination_20171025.pdf 1951件 [詳細] 立体模型_磁荷.pdf 908件 [詳細] 立体模型_電荷.pdf 1046件 [詳細] 力線の電磁気学の図-ひねくれた力.png 984件 [詳細] 力線の電磁気学の図-斥力.png 907件 [詳細] 力線の電磁気学の図-引力.png 1000件 [詳細]