材料力学ひずみエネルギーとは？｜定義と計算方法【材料力学】
材料力学では部材の変形によるひずみによって生じたエネルギーをひずみエネルギーと呼びます。ひずみエネルギーとカスティリアノの定理を組み合わせることで、煩雑な計算が必要であった部材の変形量を簡単に求められるようになるのです。
材料力学
材料力学複雑形状の曲げと伸び変形量｜トラスの変形量の計算方法【材料力学】
棒やはりのような基本的な形状の部材についての伸びや曲げについては既に学びました。では、L字型やトラスのような複雑形状での伸びや曲げはどのように計算できるでしょうか？今回は複雑な形状の部材に関する曲げや伸びについての計算方法を解説します。
材料力学平等強さの棒｜等荷重を受ける棒とその形状 バベルの塔と宇宙エレベータ
通常、荷重を受ける棒は断面によって受ける応力が異なります。しかしながら、断面積の形状を工夫することで断面に働く応力を均一にすることができます。このような棒を平等強さの棒と呼びます。今回は平等強さの棒について考えていきましょう。また、平等強さの棒からバベルの塔についても科学的に考察します
力学波動方程式とその解法｜波の速さと固有振動数の導出【力学】
弦の振動は波動方程式により表されます。今回は弦の振動を波動方程式を用いて理論的に解析していきます。波動方程式は偏微分方程式と呼ばれる微分方程式の一種であり、常微分方程式に比べ解くための手間や難易度が一段階上がります。弦の振動の解析を通じフーリエ級数展開やフーリエ変換のおぼろげな輪郭が浮かび上がってきます。
力学基礎運動量保存則・力学的エネルギー保存則・角運動量保存則の違いと使い分け【力学基礎】
運動量保存則・力学的エネルギー保存則・角運動量保存則はどう違うのでしょうか？今回はこれらの保存則が成立するための前提条件や、違いについて解説します。今回はこれらの保存則が成立する前提条件を整理し、どんな場面でどんな保存則が適用できるのかを確認します。
力学重心と重心系の運動｜理論とその応用【力学】【重心系の力学】
その点の回りでモーメントが釣り合う点を重心と呼びます。全質量が重心に集中していると見なせるため、大きさのある物体を質点に置き換えて考えることができる利点があります。今回は重心の求め方について解説し、併せて重心系と呼ばれる特別な座標系から運動を考えた時の性質について解説します。
力学基礎内力と外力とは？｜定義と見分け方【力学基礎】
複数の質点や物体をまとめて一つのグループとして扱うときそのグループを質点系と呼びます。質点系内の物体が互いに作用しあう力を内力と呼び、質点系の外部から質点系に作用する力を外力と呼びます。内力は質点系の運動に影響を及ぼさないため、内力と外力の区別をつける力を養うことは重要になります。
力学放物線運動と微分方程式｜モンキーハンティング問題とは？【動力学】
銃を持ったハンターが木から落ちたサルに弾丸を当てるためにはどのように銃を撃てば良いでしょうか？この問題はモンキーハンティング問題と呼ばれ、興味深い結果が得られます。今回はモンキーハンティング問題を物理学を用いて解析していきます。
力学基礎運動量保存則・角運動量保存則とは？ 導出と定義【力学基礎】
運動量保存則や角運動量保存則は複雑な力を考えること無く速度を計算できるため非常に有用な法則です。今回は運動量保存則と角運動量保存則の導出とその定義について解説します。これらの保存則は物理学において最も基本的な法則であるため、その成立条件を含めて理解することが重要になります。
力学入門慣性の法則｜地球の自転とフーコーの振り子【コリオリ力】【力学基礎】
慣性の法則は運動の三法則の中でも第一法則に位置付けられる重要な法則です。今回は慣性の法則と回転座標系で現れるコリオリ力について導出し、回転座標系での不思議な性質について解説します。また、地球が自転していることを証明したフーコーの振り子ついても解説します。