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* 乗算関係 [#l0fdcdf7]
|> |*l:運動 |
|tx:*|$$ x $ = $ v $ t $$|
|^ |$$ v $ = $ a $ t $$|
|^ |$$ F $ = $ m $ a $$|
|^ |$$ W $ = $ m $ g $$|
|^ |$$ p $ = $ m $ v $$|
|^ |$$ I $ = $ F $ t $$|
|^ |$$ F $ = $ k $ x $$|
|^ |$$ W $ = $ F $ x $$|
|^ |$$ N $ = $ F $ l $$|
|^ |$$ W $ = $ P $ t $$|
|^ |$$ P $ = $ F $ v $$|
|> |*l:熱 |
|tx:*|$$ C $ = $ m $ c $$|
|^ |$$ Q $ = $ C $ t $$|
|^ |$$ m $ = $ \rho $ V $$|
|^ |$$ W $ = $ p $ V $$|
|> |*l:電磁気 |
|tx:*|$$ F $ = $ E $ Q $$|
|^ |$$ V $ = $ E $ d $$|
|^ |$$ Q $ = $ C $ V $$|
|^ |$$ V $ = $ R $ I $$|
|^ |$$ Q $ = $ I $ t $$|
|^ |$$ P $ = $ I $ V $$|
|^ |$$ W $ = $ V $ Q $$|
|l: | |lx: |lx: | |lx:l: | |lx:l: | |lx:l: |l: | |c
|*運動 |< |< |< |*量の意味|< |< |< |< |< |*成立条件 |*導入量|
|*tx: |$$ x $$|$$ = $$|$$ v $ t $$|$$ x $$ |:変位 |$$ v $$|:速度 |$$ t $$|:時間 |$$ v $$=一定 (等 速 直線運動) |$$ v $$|
|^ |$$ v $$|$$ = $$|$$ a $ t $$|$$ v $$ |:速度 |$$ a $$|:加速度 |$$ t $$|:時間 |$$ a $$=一定 (等加速度直線運動) |$$ a $$|
|^ |$$ F $$|$$ = $$|$$ k $ x $$|$$ F $$ |:力 |$$ k $$|:バネ定数|$$ x $$|:変位 |$$ k $$=一定 (弾性バネ比例区間) |$$ k $$|
|^ |$$ F $$|$$ = $$|$$ m $ a $$|$$ F $$ |:力 |$$ m $$|:質量 |$$ a $$|:加速度 |$$ m $$=一定 or $$ F $$=一定 or $$ a $$=一定 (※1)|$$ F $$|
|^ |$$ F $$|$$ = $$|$$ \mu $ N $$|$$ F $$ |:摩擦力 |$$ F $$|:質量 |$$ N $$|:垂直抗力|
|^ |$$ p $$|$$ = $$|$$ m $ v $$|$$ p $$ |:運動量 |$$ m $$|:質量 |$$ v $$|:速度 |
|^ |$$ I $$|$$ = $$|$$ F $ t $$|$$ I $$ |:力積 |$$ F $$|:力 |$$ t $$|:時間 |
|^ |$$ W $$|$$ = $$|$$ F $ x $$|$$ W $$ |:仕事 |$$ F $$|:力 |$$ x $$|:変位 |
|^ |$$ N $$|$$ = $$|$$ F $ l $$|$$ N $$ |:モーメント|$$ F $$|:力 |$$ l $$|:距離 |
|^ |$$ W $$|$$ = $$|$$ P $ t $$|$$ W $$ |:仕事 |$$ P $$|:仕事率 |$$ t $$|:時間 |
|^ |$$ P $$|$$ = $$|$$ F $ v $$|$$ P $$ |:仕事率 |$$ F $$|:力 |$$ v $$|:速度 |
|熱 |< |< |< | |< |< |< |< |< |
|*tx: |$$ C $$|$$ = $$|$$ m $ c $$|$$ C $$ |:熱容量 |$$ m $$|:質量 |$$ c $$|:比熱 |
|^ |$$ Q $$|$$ = $$|$$ C $ t $$|$$ Q $$ |:熱量 |$$ C $$|:熱容量 |$$ t $$|:時間 |
|^ |$$ m $$|$$ = $$|$$ \rho $ V $$|$$ m $$ |:質量 |$$ \rho $$|:密度 |$$ V $$|:体積 |
|^ |$$ W $$|$$ = $$|$$ p $ V $$|$$ W $$ |:仕事 |$$ p $$|:圧力 |$$ V $$|:体積 |
|*電磁気|< |< |< | |< |< |< |< |< |
|*tx: |$$ F $$|$$ = $$|$$ E $ q $$|$$ F $$ |:力 |$$ E $$|:電場 |$$ q $$|:電荷 |
|^ |$$ V $$|$$ = $$|$$ E $ d $$|$$ V $$ |:電圧 |$$ E $$|:電場 |$$ x $$|:距離 |
|^ |$$ q $$|$$ = $$|$$ C $ V $$|$$ q $$ |:電荷 |$$ C $$|:電気容量|$$ V $$|:電圧 |
|^ |$$ V $$|$$ = $$|$$ R $ I $$|$$ V $$ |:電圧 |$$ R $$|:電気抵抗|$$ I $$|:電流 |
|^ |$$ q $$|$$ = $$|$$ I $ t $$|$$ q $$ |:電荷 |$$ I $$|:電流 |$$ t $$|:時間 |
|^ |$$ P $$|$$ = $$|$$ I $ V $$|$$ P $$ |:仕事率 |$$ I $$|:電流 |$$ V $$|:電圧 |
|^ |$$ W $$|$$ = $$|$$ V $ q $$|$$ W $$ |:仕事 |$$ V $$|:電圧 |$$ q $$|:電荷 |
*** 運動方程式(※1) [#z7e2e986]
;,運動方程式の導入には、2つの実験と1つの導出、1つの定義、1つの計算を用いている:
- 実験1: $$ m $$を一定に保ち、$$ F $$を変化させ、$$ a $$∝$$ F $$を得る。
- 実験2: $$ F $$を一定に保ち、$$ m $$を変化させ、$$ a $$∝$$ \ffd1m $$を得る。
- 導出1: $$ a $$∝$$ F $$ and $$ a $$∝$$ \ffd1m $$ ⇒ $$ a $ = $ k $ F $ \ffd1m $$
- 定義1: $$ k $ \equiv $ 1 $$ ⇒ $$ a $ = $ \ffd{F}{m} $$
- 計算1: $$ a $ = $ \ffd{F}{m} $$ ⇔ $$ F $ = $ m $ a $$
;,また、運動方程式の習得直後に自由落下で$$ W $ = $ m $ g $$を学ぶ。
;,ここで、$$ W $$は重力で$$ F $$の一種、$$ g $$は重力加速度で$$ a $$の一種である。
;,自由落下では$$ g $$を一定と見なすため、$$ a $$=一定の等加速度運動となる。
;,実験1、実験2、自由落下では、それぞれ$$ m $$=一定、$$ F $$=一定、$$ a $$=一定が成立条件である。
;,このため、運動方程式$$ F $ = $ m $ a $$に対し、2つの比例関係と1つの反比例関係の理解が求められる。