力学

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準天頂衛星が地表に描く投影図

1.はじめに   地球の中心と衛星の位置を繋ぐ直線が地表面を貫く点が描く図形、衛星位置の地表面への投影図について考えてみよう。地球の自転と衛星の公転の角速度が一致していれば、衛星の投影図は赤道上の一点になり、その点は動かないので、静...
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広義の振り子とヨコ8の字運動

1.振り子    図1 ブランコ     図1のように、固定点から吊り下げられた通常の振り子では、おもりは固定点を中心とした円弧上を往復し、張力と重りの速度の向きは常に垂直だから張力と重りの変位との内積は0になり、張力は...
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地球の運動と四季の移ろい

 春は曙 夏は夜 秋は夕暮れ 冬はつとめて 【清少納言 枕草子】  1.地球の自転と公転  地球は太陽のまわりを自転しながら公転しているが、四季の移り変わりが存在する原因は、自転軸が公転面に垂直ではなく23.4°傾いているため...
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バネ付き振り子の非線形連成振動とブランコ

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8の字図形の不思議

 「少年老い易く学成り難し、一寸の光陰軽んずべからず」小学校でそう習ったものの、教えに背き自由気ままに今日まで生きてきて、ふと気づけば、齢79にして未だ学成らず。人生の黄昏も釣瓶落とし。物忘れはひどく体力も急に衰えてきたが、まだ一寸ぐらい...
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振り子、みちびき、そしてカーリング

 赤道面上のある一定の高さに打ち上げられた静止衛星。その公転軌道面を赤道面から傾けると、地上から見た衛星の軌道は8の字を描く準天頂衛星になる。さらに、楕円軌道にすると、8の字が南北で非対称な準天頂衛星になる。  赤道に巨大なフーコー...
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天空に浮かぶフーコーの振り子

 フーコーの振り子も、地球が自転していなければ、振り子の振動面は一定だが、地球の自転のため、振り子の振動面が回転する。北極や南極では振り子の振動面は一日に一回、つまり360度回転し、赤道上では回転しない。振動面の回転は緯度で異なり、回転の...
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臍で茶を沸かせるか?

 物体には質量や慣性があるのに対し、熱には、それに相当する量や性質はないが、物体と熱の移動には類似点が存在する。熱力学を学んだことのない中学生が日常の熱現象を理解する手助けになればと、目に見えない熱の移動を物体の落下運動に準えて考えてみた...
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物理教育学会に物申す:難癖老人の主張

 人間、一旦、思い込むと、ドグマから抜け出すのは、なかなか難しいようである。日本物理教育学会に難癖をつけている変人が、自分の墓を手造りしているという終活中の老人だと知れば、学会相手に無謀な論争を挑み自ら墓穴を掘っているのかと一笑に付され、...
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バネ付き振り子

1.はじめに  図1のようにバネと重りと糸で振り子をつくり、固定点からぶら下げる。釣り合って静止した状態に上下振動を与えたとき、上下振動が安定に持続するとは限らず、糸の長さによっては横揺れが生じる場合がある。 図1 バネ付き振...
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