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なかまくらのものがたり開拓日誌(since 2011)

                      
なかまくらです。

さて、電流とは何かといいますと。

単位時間当たりにある断面積を通過する電気量の合計

・・・といったことは、お分かりのことと思います。

つまり、電流の大きさっていうのは、通過する電子の数で決まると言えるでしょう。

つまり、図にしてみると、以下のようになるわけです。


通過する電子の数が半分になると、電流の大きさも半分になる。分かりやすいですね。

(正確には、1[C]の電気量が、1[s]間に通過したときの電流の大きさを1[A]としています)

次に、回路について考えてみます。

回路と言えば、小学校でおなじみ、直列回路と並列回路。

それぞれを流れる電子はどうなっているのでしょうか。

直接接続


電流の大きさは、回路のどこをとっても一定です。

どの電子も、二つの電流計のどちらも通るからです。

ところが、

並列接続


こちらは、電子は選択的に、どちらかしか通らないんですね。

(電子がどういう配分で通るかは、
 それぞれの経路の抵抗の大きさの比によって決まります)

そのため、電流の大きさは、ふたつの導線を通る電流の大きさを足すと、

もとの大きさになるのです。これをキルヒホッフの法則といいます。

このように、電流は、電子の流れに着目すると、分かりやすいですね。



・・・・・・なぁ~~んて、

この説明をするために、せっせとアニメーションを作ってみました。

夏休みですから!

さて、この教材ですが、ご自由にお持ち帰りください。

持ち帰る際には、拍手(↓)をしていってくださるとうれしいです。

それでは。

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ドラマティックではなく、

システマティックなのだ。


なぜだか、君たちは物理の問題にあたった時に、

「まず何をしていいか分からない」というが、
問題を解くにあたって『何か』をする自由があると勘違いしている。
解法は決まっていて、それを順番にこなしていくだけなのだ。
それを独自の力で何かをしていいもんだと勘違いするから、解けないのだ。


自由ゆえに、迷うのだ。


決められた方法をなぞり、型を習得することで初めて、

問題の発見につながる。そう思うのですよ。

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なかまくらです。
高校物理の中に、剛体の運動に関する単元がありまして、

この最後に取り扱うのが、物体が転倒する条件なのです。

剛体というのは、大きさを持つが、力を加えても変形しない物体のことです。

力の性質として習うのは、運動の状態を変化させること、物体を変形させること

ですが、高校物理ではこの二つを同時に取り扱うのは難しいので、とにかく、

変形は考えないことにしているのですね。

さて、この物体の転倒する条件ですが、私はこんな感じで教えています。

<1>物体が転倒するとき

   摩擦力 > 引く力  の状態で倒れる


<2>物体が滑り出すとき

   最大摩擦力 < 引く力  の状態で滑り出す


教科書は、抗力を使って説明していますが、ややこしい。

すごくイメージ的な説明ですが、体育館の床を想像すると、

下の図のように、摩擦が大きいと、キュッと、つんのめるんですよね。



だから、(最大)摩擦力が大きいと、つんのめって転倒する。

ところが、(最大)摩擦力が小さいと、踏み出した足が適度に滑るから転倒しない。

そんな風に考えたら、つじつまがあっていいですよね。

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                      なかまくらです。

私ね、100円ショップ好きなんですよね。

なんでって、こういうおもちゃがあるから。



縦笛の中に水がためられるようになっていて、この水を抜いていくと、

次第に音が低くなっていくというおもちゃですね。

音の高さは、その音の振動数によって決まっています。

振動数が高ければ、音は高く聞こえ、低ければ音は低く聞こえます。

人間の可聴域は20Hz~20000Hzだったかな。

この、振動数というやつは、(音の速さ)/(音の波長)で求めることが出来ます。

そこで、音の波長を求めたいわけですが、通常、高校物理では、

以下のように求めます。



水面が下がっていくと、あるところで、定常波(時間が経過しても進行しない波)

が出来ます。このとき、音は大きくなるのです。

次に、水面をさらに下げていくと、再び音が大きくなる場所があります。

このふたつの音が大きくなる位置の差は、1波長(λ)のちょうど半分に等しいのです。

そこで、ふたつの位置の差をLとすると、波長λ = 2L と求めることが出来ます。

しかし、実際はどうでしょうか。

本当に、リコーダーで音は大きくなったり小さくなったりするのかな?

やってみると、まったくもって、そんな風ではないのです。

これは、単純に、上の説明は、音源が単一の振動数の音のみを出してくれるからでしょうね。

そうではない場合には、振動数は、様々な音が含まれていて、

そのうちから、もっとも、筒の音が大きくなる振動数(固有振動数)に一致している

音だけが生き残るんじゃないかなと、予想できますね。合っている・・・かな。

ああ、やっぱり物理は面白いものです。

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なかまくらです。

包装フィルム・・・何回やっても、

なみなみになる不思議。

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1988/08/12
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