科学– 科学の『なぜ？』 –

円運動では、速さ・半径・中心向きの力を途中で変えると、向心加速度や接線加速度が変わり、同じ円軌道を保てなくなることがあります。非等速円運動と軌道変化を時間変化の視点で解説します。

電流は、単位時間あたりに移動する電荷量を表す電気の基本量です。アンペアの意味、電子の動き、電圧・抵抗・電力との関係、発熱や回路保護まで、電気を理解するうえで電流が重要な理由を解説します。

直列回路で同じ電流が流れ、電圧が各部品に分かれるのはなぜか。電荷保存、電圧降下、キルヒホッフの電圧則、合成抵抗、分圧まで、直列回路が成り立つ仕組みを解説します。

電気抵抗はR＝ρL/Aで決まり、温度、長さ、太さ、材料状態によって変化します。金属と半導体の温度依存、自己発熱、ひずみ、接触抵抗などを通して、抵抗が増減する条件を解説します。

振り子は、重力の接線方向成分が平衡位置へ戻す復元力となり、慣性で中央を通り過ぎることで往復運動を続けます。周期、エネルギー、小角近似まで仕組みを解説します。

放物運動では、発射後も水平・鉛直速度の成分が時間とともに変化し、空気抵抗や風があると力の条件まで変わります。最高点、下降、抗力、風、回転まで、飛行中の時間変化に絞って解説します。

電圧は、二点間の単位電荷あたりのエネルギー差を表す電気の基本量です。電位差、ボルト、電流・抵抗・電力との関係、電池、送電、電圧計まで、電圧が重要な理由を解説します。

並列回路で各枝の電圧が同じになり、電流が分岐するのはなぜか。共通節点、電荷保存、キルヒホッフの接点則、合成抵抗、分流まで、並列回路が成り立つ仕組みを解説します。

静電気の帯電量は、湿度、摩擦回数、接触圧力、分離速度、表面状態、接地などで変化します。発生と消散のバランス、Q＝CVによる電圧変化まで含めて理由を解説します。

物体の速度差は、材質だけではなく、初速度、合力、質量、摩擦、空気抵抗、形状などの条件で決まります。自由落下・すべり台・終端速度を比較しながら違いの理由を解説します。