物理

高校物理

【高校物理・力学】投射運動と床・壁への衝突

 前回 にて、外力がかからない2物体間の衝突を見てきた。  今回は重力がかかった質点が動かない物体(床、壁)に衝突した際の振る舞いを扱っていく。  ただし、今回は動かない物体の表面はなめらかであり、摩擦は起き...
高校物理

【高校物理・力学】外力がない2物体間の衝突~運動量保存則と反発係数~

 高校力学の大きなテーマの1つが衝突である。  と言ってもそこまで難しいものではなく、基本的には2つの式を立てて連立させてしまえば解けてしまうことが多い。  本記事では、ターゲットを外力が存在しない2物体間の衝突に絞り、典型問...
高校物理

【高校物理・力学】剛体のつりあい②~すべらない条件~

 前回 にて剛体がつりあっているときの力の求め方を見てきた。  今回はその応用として、棒がすべらない条件を求める問題を扱っていく。 例題1 例題1  右図のように、なめらかな壁と摩擦のある床...
高校物理

【高校物理・力学】剛体のつりあい①~力の求め方~

 高校物理の力学で扱う物体はほぼ質点であり、物体の大きさを無視して考える。  だが剛体のつりあいは例外であり、物体に大きさが存在し、力のかかり方に大きく影響してくる。  しかし物体が大きさを持っても、つりあっている条件下ならや...
高校物理

【高校物理・力学】斜方投射

 前回、 にて水平投射の考え方について解説したので、今回は斜方投射を見ていく。  しかし実際は、水平投射と考え方はほぼ同じである。 2つの運動の組み合わせ  結論から言うと、斜方投射も2つの運動の組み合...
高校物理

【高校物理・力学】水平投射

 高校物理最初の大きな関門である、投射運動の考え方について解説する。  まずは水平投射から。 考え方  結論から言うと、水平投射は等速直線運動と自由落下の組み合わせである。  水平方向と鉛直方向で別々に運動...
量子力学

【量子力学】状態数と状態密度

 シュレディンガー方程式から波動関数とエネルギー固有値を求めることで、その系の量子力学的状態を求めることができる。  その状態の数え方として、あるエネルギー固有値以下の状態を数える状態数という考え方がある。  考え方はそこまで...
量子力学

【量子力学】三次元での定常状態の一粒子系②~箱型ポテンシャル中の自由粒子~

 前回 にて、球殻に閉じ込められた自由粒子のエネルギー固有値を求める問題を扱った。  今回は同じ三次元自由粒子でもより初等的な系である、箱型ポテンシャル中の三次元自由粒子を扱う。 (本来だったらこれが①の方が相...
量子力学

【量子力学】三次元での定常状態の一粒子系①~球殻に閉じ込められた自由粒子~

 前回 にて、一次元での定常状態の一粒子系については一旦閉めることにした。  次は調和振動子か角運動量かと思いながら大学時代のノートを見返していたところ、以前解いた面白い問題を見つけたので解き直してみた。 問...
量子力学

【量子力学】一次元での定常状態の一粒子系⑦~デルタ関数型ポテンシャル~

 前回 に引き続き、一次元での定常状態の一粒子系の例題を解いていく。  今回はデルタ関数型ポテンシャルが存在する系を考えていく。 問題  右図のように、\(x=\pm L\)に無限大のポテン...
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