物理学

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斜面つき台で小球を転がすときの摩擦の仕事と反作用について

斜面に置かれた台で小球を転がすとき、摩擦が関与することでエネルギーの変化が生じます。この問題では、摩擦による仕事がどのように計算されるか、またその反作用がどのように影響するかについて考察します。特に、反作用による摩擦の仕事がWに含まれるか、...
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数値シミュレーションにおける物理モデルの簡略化:計算コスト削減と精度のバランス

数値シミュレーションを行う際、計算コストの削減や計算上の問題を解決するために、物理モデルを少し崩すことがあります。特に、現実的な制約の中で効率的な計算を目指す場面では、モデルの単純化が不可欠です。この記事では、物理モデルを簡略化する方法とそ...
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トリチェリの問題:閉じ込めた空気の圧力と水銀柱の関係

トリチェリの実験を用いた問題では、ガラス管内の水銀の挙動とその中に閉じ込められた空気の圧力を求めることがよくあります。今回は、大気圧が102000Paのときに、水銀柱が10.0cmの長さに達する状況で、閉じ込められた空気の圧力を求める問題を...
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摩擦によるエネルギーの変化と仕事の計算方法:転がり運動の例

物理の問題で「水平上の粗い床に質量mの小球を初速度v0で転がしたとき、運動エネルギーの変化量と動摩擦力がした仕事を求めよ」という問題に出会うことがあります。この問題を解くために必要な基本的な概念と計算方法を理解しておくことが重要です。今回は...
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X線アナライザの線量表示を空気カーマ(Gy)に換算する方法

X線アナライザで表示される線量値は一般的に空気カーマ(Gy)として表示されますが、場合によっては照射線量(C/kg)で表示されることがあります。この記事では、C/kgからGyへの換算方法について詳しく解説します。空気カーマと照射線量の違いと...
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物理基礎:力を加えた物体の速さの変化を求める問題の解法

物理の問題で、力を加えた物体が移動する速さの変化を求める問題はよくあります。今回は、速さ2.0 m/sで進む質量20 kgの物体に6.0 Nの力を加え、10 m移動させたときの物体の速さを求める問題を解いてみましょう。この問題では、力学の基...
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大気圧と空気分子の衝突:上からと横からの力が同じ理由

大気圧とは、空気中の分子が物体の表面に衝突することで生じる力のことです。この力がどのように働くのか、特に上からと横からの分子の衝突による力が同じ理由について疑問を持つことがあります。特に、上からの衝突分子は重力で加速しているのではないかとい...
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広島の原子爆弾におけるウラン235の核分裂反応とその仕組み

広島に投下された原子爆弾では、ウラン235を使用した核分裂反応が起こり、莫大なエネルギーを放出しました。この反応の仕組みは非常に重要で、核分裂によって得られるエネルギーは、第二次世界大戦の終結に向けた決定的な影響を与えました。本記事では、ウ...
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物理基礎:力と運動の関係を利用した速さの計算方法

物理基礎の問題では、力と運動の関係を理解することが重要です。今回は、物体に加わる力とその運動に関する問題を解いてみましょう。問題は、ある物体に一定の力が加えられ、速さがどのように変化するかを求めるものです。具体的な計算方法を見ていきます。問...
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金属球の比熱測定実験における誤差の原因とその対策

金属球の比熱測定実験は、物理の基礎的な実験として非常に有用ですが、正確に比熱を測定するのは簡単ではありません。実験で比熱が大きく変動することがあり、その原因について理解することが重要です。本記事では、金属球の比熱測定実験における誤差の原因と...