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大学院入試過去問

大学院入試問題研究5

(T大理学系大学院入試過去問より)  単原子分子理想気体および光子気体(熱輻射)の状態方程式を熱力学の第一法則および分子運動論を出発点として求めたい。関連する(1)~(7)の問いに答えよ。(6)(7)以外は、式の導出過程なども記せ。 以下、...
大学院入試過去問

大学院入試問題研究4

T大学理学系大学院入試過去問より ある時刻t=0に直交座標系(x,y,z)の原点(0,0,0)を通過したボールが一定の速度で大気中のを落下するときの運動について考える。大気は平均的には無風であり、鉛直風は無いが、水平風には、平均値が0で統計...
力学

仕事の定義についての考察

ベテラン捕手:今度、入団してきた新人、凄いよ。 科学者の友人:何が凄いの。 ベテラン捕手:投げる球がめっぽう重たいんだな。 科学者の友人:ボールの質量は野球規約で決まっているんじゃないの。 ベテラン捕手:いや、同じ球でもスピードのある球はそ...
未分類

天空の振り子(改訂版)

いやいやしているのか、頷いているのか、天空の美女は前後左右にゆっくり首を振り、少しばかりその横顔をわれわれに見せている。支点のない天空で、月は振り子のように、地球が月に及ぼす起潮力によって前後に引っ張られながら、僅かに揺れているのである。月...
数学

博士の愛した数式

映画にもなった小説「博士の愛した数式」(小川洋子著新潮文庫)に出てくるオイラーの公式を高校の数学を用いて導いてみよう。自然対数の底  ネイピア数とも呼ばれる自然対数の底eは、昔は高校の数Ⅲの教科書の最後に載っていたが、次の(1)式で定義され...
万葉集

秋の夜長の月物語(改訂版)

うさぎが餅をつき、かぐや姫の住むという月。だが、アポロ宇宙飛行士が見た月は、水も空気もなく、ただ荒涼とした世界であった。しかし、科学は、地球に最も近い天体に古代から寄せられてきた人々の夢とロマンを壊しているだけではない。人間の知的好奇心と創...
現代物理学

自然界の対称性(改訂版)

恋する乙女の花占いのように、自然界の神秘のベールを一枚々剥がしていくとき、自然界の法則は、あるときは対称に見え、またあるときは非対称に見える。それは、我々が常に自然界の一部分だけしか見ていないからである。 2008年は四名ものノーベル賞の受...
環境科学

宇宙人とウィルスと環境問題

もしも、宇宙人が地球に攻めて来たら、世界は結束して人類共通の敵に立ち向かい、有史以来これまで、人類どうしで殺し合ってきた長い戦争の歴史に終止符を打つことができるに違いない。戦後の東西冷戦のさなかに語られていた宇宙人待望論である。 それまでと...
力学

仕事に関する力学論争への誘い

1. 常識と非常識 仏教説話をもとに、芥川龍之介が描いた小説の主人公カンダタが、極楽から垂らされた蜘蛛の糸を登るとき、蜘蛛の糸の張力は作用点が動かないので仕事をすることはできないという。エネルギー源はカンダタの筋力だから、一見、極めて常識的...
力学

少年の日の夢はアルキメデス

水中の物体は物体が押しのけた水の重さだけ軽くなる 筆者が、アルキメデスの原理とも呼ばれる浮力の法則を習ったのは中学の理科の時間であった。図1 水中の物体に働く水圧 水中の物体に働く水圧は、図1のように、物体の表面に垂直に働き、深い所ほど大き...