物理 一学期中間範囲
力積 …物体の運動状態(の変化)を決める量。力×時間。ベクトル量。Ft[N*m]
運動量…力積によって決まる運動状態(の変化)
質量×速度(の変化)。運動量(の変化)mv[kg*m/s]
受けた力積だけ運動量は変化する。
F(t2-t1)=mv2-mv1→FΔt=mΔv
衝突…大きな力を生む←力積は一緒だけどΔtが短い
短時間に運動量が変化する現象
固いものほど、衝突時の変形が少ないものほど、Fが大きくなる
F-tグラフ…面積=力積=運動量の変化
跳ね返り係数 e=遠ざかる速さ/近づく速さ=-(Va'-Vb')/(Va-Vb)
e=1 完全弾性衝突 0<e<1 非弾性衝突 e=0 完全非弾性衝突
どんな衝突であっても衝突の前後で運動量は保存。
m1v1+m2v2=m1v1'+m2v2'
-(V1'-V2')/(V1-V2)=k(一定)
斜めに衝突→それぞれの方向で運動量保存が成り立つ
x方向:m1v1=m1v1'cosθ1+m2v2'cosθ2
y方向:0=m1v1'sinθ1-m2v2'sinθ2
動かないものと斜めに衝突(垂直なものはeから求める)
壁と平行な方向:vcosθ=v'cosθ'
壁と垂直な方向:跳ね返り係数e=v'sinθ'/vsinθ
力学的エネルギー…弾性衝突時のみ保存。非弾性だと熱エネルギーに。
→運動量保存でないと求められない。
反動…中の水が押す力しか影響してないので他の条件は関係ない
フィルムケースの運動量=蓋や水の運動量。ベクトルの向きは逆。
熱と温度。熱力学。
ブラウン運動…ちまい粒には水がぶつかった影響で動くよ。
ポスターカラーが動くのは断じてレカモナスではありません。
○温度が高い=分子の運動量の平均が高い→速く拡散する
○浮力とかは分子運動の賜物だよ。
○温度は平均化させる方向に変わる。温度だけでもないが。
○物体はいつでも動いているよ。
一応-273℃だと動かないってのが古典物理学の世界です。
絶対零度。ただし少し動いているらしいけど。
温度変化…t[℃]の水a[g]とT[℃]の水b[g]混ぜてみる。(t<T)
t[℃]の水より(T-t)/(a+b)[℃]だけエネルギーが高い
→t+((T-t)/(a+b))[℃]となる
ちなみにこの式に関しては[g]よりも[mol]で表記するほうが適切。
蓄えられている熱量はmolに比例するのです。
比熱…[mol]だと面倒だから[g]を基準にしてみたもの。比熱容量。
物質1[g]の温度を1[K]あげるのに必要な熱量。単位は[J/g*K]。
m[g]、比熱c[J/g*K]のものの温度がT[K]変化したときに移動した熱量
→Q[J]=mcΔT=CΔT
C=mc…熱容量[J/K]:物質全体の温度を1[K]あげるのに必要な熱量
熱量の保存…外部に熱が逃げなければ、高温の物体が失った熱量=低温の物体が得た熱量
m1c1(t1-t)=m2c2(t-t2)
→温度の変化とか比熱とかを求められるよ。
エネルギー保存…力学的エネルギーと熱エネルギーをあわせたものは常に保存される。
○式の単位を間違えないように。質量が[N]なのか[kg]なのか[g]なのか。
とりあえず比熱で使う質量は[g]だよ、と。