物理の話

山内斉 (Hitoshi Yamauchi)

物理の話

「エネルギーって何でしょうか?」

エネルギー問題に関心がある人達の集りでこういう疑問がでてくることがあります。これまで物理は自分の身の回りにあるものなのに，気がついていないことも多いものです。身の回りの物理をみまわしてみて，そこにある物理学をみていきましょう。

たとえば，物理の言葉で，電気エネルギーを熱エネルギーに変えることは，暖房をするとかケトルでお湯をわかすことです。物理の言葉はちょっと難しいように思えますが，暖房をするとか，ケトルで湯をわかすとかのことだとわかれば，そんなに難しくもないでしょう。ここで暖房器具やケトルには，ワットという単位がついています。これはいったいどういう意味なのでしょうか? そもそも熱とは何だろうか? という疑問もでてくることでしょう。これらも物理の話です。こんな話から「エネルギー」の話を中心に物理の話を議論した記録をまとめています。

物理の話では実際に議論することを重要に考えているので，Berlin 在住の方で参加希望の方はご連絡下さい。また，メモは参加した人の忘備録としてのもので，これで物理の勉強をしようということは無理があります。自学の場合，メモでも紹介していますが，物理の教材としては私は以下をおすすめします。

物理の話のメモ

  1. 2017-09-09(Sat) Topic: 物とは何か。座標とは何か。長さとは何か。速さとは何か。 力とは何か。エネルギーとは何か。
  2. 2017-09-23(Sat) Topic: 科学的表記法とは何か。単位系について。運動とエネルギー再び。 ワットとは何か。ジュールとは何か。エネルギー保存則。
  3. 2017-10-28(Sat) Topic: 科学的表記法と単位再び。数学と言葉。 ニュートンの法則再び。運動エネルギーと位置エネルギー。 重力とは何か。
  4. 2018-1-5(Sat) Topic: 新しい人の参加でいくつかの繰り返し。 物理学とは何か。世界は何でできているのか。 エネルギー保存。周期表。
  5. 2018-2-3(Sat) Topic: 観測と知覚の違い。ニュートンの力学。力とエネルギー。 エネルギー保存。力学的運動エネルギーと位置エネルギー。 運動エネルギーと分子。動摩擦と静摩擦。理想気体を少し。
  6. 2018-2-3(Sat) Topic: 観測と知覚の違い。ニュートンの力学。力とエネルギー。 エネルギー保存。力学的運動エネルギーと位置エネルギー。 運動エネルギーと分子。動摩擦と静摩擦。理想気体を少し。
  7. 2018-3-25(Sun) Topic: 電池を作る実験。たし算とかけ算とその図について。 どんな形の面積でも求めることができる方法について。 その方法とこれまで説明してきた物理の話との関係について。
  8. 2018-4-28(Sat) Topic: 物理学入門再び，1 次元の運動，何々について 解くということ。今回から Khan academy の教材を利用 することにした。 この会に参加できない場合でも学習できるように考えた。 教材の日本語字幕を少しずつ作成し， 上記のリンクからたどれるようにしている。
  9. 2018-5-12(Sat) Topic: 1 次元の運動，何々について解くということ。 前回参加できなかった人達の参加だったので， 基本的には前回と同じである。 ただし，少し違う部分もあるので，そこをメモに残した。
  10. 2018-6-2(Sat) Topic: 連立2元1次方程式の問題: ジェットストリームの速さは? 父と娘の年は? 位置と時間のグラフ。よもやま: 黄金比について。
  11. 2018-8-4(Sat) Topic: 物理学での真実とリアリティが人の頭の中にしかないこと。 1 次元の運動。変位と速度と加速度について。
  12. 2018-9-1(Sat) Topic: エネルギーの変換は本当に変換か。原子の構造がわかった理由。 浮力はどうしてあるのか。なぜ交流を使うのか。 ブラックホールは見えないのにどうしてあることがわかるのか。 宇宙の死について。
  13. 2018-10-6(Sat) Topic: 一定加速度と変位。放射性同位体について。
  14. 2018-11-10(Sat) Topic: 1 次元の運動，一定加速度， 速度，変位。主な内容は Khan academy と重なるのでそちらを参照のこと。
  15. 2018-12-08(Sat) Topic: 1 次元の運動，一定加速度， 速度，変位の復習。キネマティックの式の導出方法。 ニュートンのゆりかごとエネルギー保存。 質量と重さの違い。錐体の体積はなぜ 1/3 がつくのか。 三角関数入門。 主な内容は Khan academyと重なるのでそちらを参照のこと。
  16. 2019-01-05(Sat) Topic: 1 次元の運動。新しい人たちのために復習。 位置とは何か，参照フレームとは何か，距離とは何か，速度とは何か。 加速度とは何か。
  17. 2019-02-02(Sat) Topic: 1 次元の運動。エネルギーとは何か。 距離，速度，速さ，加速度，それらの関係。重力。 波と，ノイズキャンセラーの仕組みの話。 光に波の性質のあることを示す実験， 光に粒子の性質のあることを示す実験。サイフォンの実験。
  18. 2019-03-02(Sat) Topic: ベクトル入門: ベクトルとは何か。ベクトルのたし算，成分の分解。 角度から長さを求める方法とは。3 角関数とは何か。 2 次元の運動。 確率入門。二項分布とは何か。
  19. 2019-04-13(Sat) Topic: 2 次元の運動: 水平投射，3 角関数とは，なぜ 3 角関数があるのか， 何に使うのか。
  20. 2019-05-05(Sun) Topic: 2 次元の運動: 斜方投射，2 次関数と 3 角関数。
  21. 2019-06-02(Sun) Topic: 数学の言葉に翻訳をする。 (計算器のパッドで長方形にタイプするとその数は 11 で割り切れる。) 2 次元の運動: 斜方投射，3 角関数。
  22. 2019-07-06(Sat) Topic:
    • 傾きの意味がわかっているかの確認。 (かけ算と割り算を三角定規で行なってもらう。)
    • 指数とは何か。(指数的増大の意味。) e とは何か。
    • グラフの読み方基礎。
    • 単位ベクトルとは何か。
    • 常に発射元に戻るレーザー反射を作って実験した。
  23. 2019-08-04(Sun) Topic:
    • A4, A5 の紙と√2 の話。
    • ニュートンの力学の 3 法則。
    • 単位: SI 単位，組立単位
    • 物理シミュレーションについて
  24. 2019-09-14(Sat) Topic:
    • 集合の話。なぜ集合が数学の基礎なのか。
    • 背理法
    • √2 が無理数とはどういうことか
    • ニュートンの力学の第 2 法則。(そしてナビエストークス)
  25. 2019-10-05(Sat) Topic:
    • ひき算で同じ数を 2 つの数からひいたりたしたりしても答えが変わらない理由
    • 49 日と 16 時間 42 分 35 秒でクラッシュするシステムの話
    • 指数法則: 1 日 1 % ずつ改善したら 1 年でどれだけ改善できるか
    • 投射物の最適な射出角度の求め方 (微積分法を使う)
    • 関数の積の微分法則を少し
    • どうやってガリレオ，デカルト，ニュートンは運動の第 1 法則を見たのか
  26. 2019-11-02(Sat) Topic:
    • 原子と分子で説明する
      • 真空ポンプはなぜ水を汲み上げられるか。なぜ 10 m の限界があるか。
      • ポンプの限界は 10 m なのに，なぜ 10 m よりも高い木があるか。
      • 摩擦はどこから来るか。
      • 蒸発とは何か，沸騰とは何か。塩を水に入れるとなぜ沸点は上がるか
      • 無重量での火について。火とは何か。
    • ニュートンの運動の第 1 法則
    • 数とは何か。位取り記法を使ったカードマジック。
    • IUPAC numerical multiplier と月名
    • 指数関数と対数関数。
    • Platonic solid。
  27. 2020-01-18(Sat) Topic:
    • 数学: 集合と組合せ，組合せの幾何学的解釈(次元)
    • 参照フレーム，変位，速度，加速度の復習
  28. 2020-03-15(Sun) Topic:
    • 指数モデル(ウイルス，放射性崩壊，人口)
    • ニュートンの運動の法則。ロケットはなぜ何もない宇宙空間で進めるのか
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