電磁気の理解の仕方(あと重心速度について)
sin投稿 2017/9/7 01:11
高3 理系 東京都
東京工業大学志望
二回に分けて聞くべきなのでしょうが、早く知りたいので無理やりですが一回にまとめて質問させて頂きます。
まず一つ目は、電磁気の理解の仕方です。受験問題を解くためのアイテムとして、解法は覚えているし、ある程度応用も利くようになってきましたが、それだけで、本質を理解していない気がします。将来物理の教師になりたいと思っているので、これでいいのかと思ってしまいます。
もう一つは、重心速度についてです。先日、模試の解答にさらっと重心速度が使われていたのですが、初めて見ました。運動量が保存しているときに重心が不変なのはわかります。微分したら速度一定であることがわかる事もわかりました。そういうことで良いのでしょうか？
回答
エムジェー投稿 2017/9/7 15:38
早稲田大学先進理工学部
初めまして
①電磁気の原理原則の深い理解についてですが、ある程度慣れているのであれば駿台文庫の【新物理入門】を読みまくればいいと思います こちらは受験参考書でありながら高校物理の大学物理の架け橋(大学初年度に習う物理に片足突っ込んでる)となっており、高校物理で曖昧になっているところを、高校数学でわかる範囲で説明しています
電磁気の根底の原理原則理解には、大学初年度での数学知識がないと説明が非常にややこしく、受験勉強もうしなくてももう受かるわっていうほどのレベルでない限り今はやらないほうがいいので、新物理入門に書いてあるレベルの理解を目標とするのが良いでしょう
②部分的な説明になってますがそうですね
2物体1,2に対して 物体m1にかかる外力をF1、物体m2のほうをF2(どちらもベクトル)とすると、それぞれの運方の和よりd(m1v1 m2v2)/dt=F1 F2 (vもベクトル)
運動量の和をp(ベクトル和)とすると、dp/dt=F1 F2…①となりますね
また、重心の座標はrG=m1r1 m2r2/m1 m2 (rは位置ベクトル)なので、sinさんのいうとおり微分して
vG=m1v1 m2v2/m1 m2=p/m1 m2…② (重心速度)
ここで①,②より、外力が存在しないとき、p=cost(定数)となり運動量が保存(これが運動量保存則の原理)
よってvGもcostなんで、速度一定ということですね
この説明も新物理入門に載っているので、ぜひ書店で見ていただいて、気に入れば購入をお勧めします💪
残りの受験勉強も頑張ってください🙏
