物理基礎

用語集

うなり: 振動数がわずかに異なる2つの音を同時に鳴らしたときに、音の大きさが周期的に強くなったり弱くなったりして聞こえる現象。 (波の重ね合わせとうなり)
エネルギー: 仕事をする能力のことです。単位は仕事と同じジュール($\mathrm{J}$)です。 (運動エネルギーと位置エネルギー)
オームの法則: 導体を流れる電流は、その両端の電圧に比例し、抵抗に反比例するという法則。V=IRという式で表される。 (オームの法則と抵抗)
クーロン力: 電気を帯びた2つの物体(点電荷)の間に働く力。同符号どうしは反発し合い(斥力)、異符号どうしは引き合う(引力)。 (静電気と電流の正体)
ジュール: 仕事やエネルギーの単位です。記号 $\mathrm{J}$ で表し、$1\ \mathrm{J} = 1\ \mathrm{N}\times 1\ \mathrm{m}$ と定義されます。 (仕事とその原理)
ドップラー効果: 音源や観測者が動くことによって、観測者が聞く音の振動数が、音源がもともと出している音の振動数と異なって聞こえる現象。 (ドップラー効果)
ばね定数: ばねの伸びにくさ・縮みにくさを表す量です。記号 $k$ で表し、単位は $\mathrm{N/m}$ です。$k$ が大きいほど、同じ力を加えたときの伸びは小さくなります。 (ばねの力とフックの法則)
位相: 振動の「山・谷」など、ある瞬間の振動の状態(タイミング)を表す言葉。位相が反転すると、山は谷に、谷は山に入れかわる。 (波の反射)
位置エネルギー: 物体が高い位置にあることによって持っているエネルギーのことです。重力によるものは記号 $U$ で表し、$U=mgh$($m$:質量、$g$:重力加速度、$h$:基準点からの高さ)で計算します。 (運動エネルギーと位置エネルギー)
右ねじの法則: 電流の向きに右ねじを進めるとき、ねじを回す向きが磁界の向きに一致するという法則。右手を使って向きを判断できる。 (電流がつくる磁場の基礎)
運動エネルギー: 物体が運動していることによって持っているエネルギーのことです。記号 $K$ で表し、$K=\frac{1}{2}mv^2$($m$:質量、$v$:速さ)で計算します。 (運動エネルギーと位置エネルギー)
運動の独立性: 水平方向の運動と鉛直方向の運動が、互いに影響を与えずに、それぞれ別々の法則にしたがって同時に進んでいくという性質のことです。 (水平投射の基礎)
運動方程式: 物体の質量 $m$、加速度 $a$、物体にはたらく合力 $F$ の間に成り立つ関係式 $ma=F$ のことです。ニュートンの第二法則とも呼ばれます。 (運動の法則(運動方程式))
横波: 媒質の振動方向が、波の進む向きに対して垂直(直角)になっている波。 (横波と縦波)
温度: 物体の「熱さ・冷たさ」の度合いを表す量です。単位はセルシウス温度($℃$)や、絶対温度($\mathrm{K}$、ケルビン)が使われます。絶対温度は $T[\mathrm{K}] = t[℃] + 273$ の関係でセルシウス温度と結びついています。 (熱と温度、比熱と熱量保存)
音の三要素: 音の性質を特徴づける「高さ」「強さ」「音色」の3つの要素のこと。 (音の速さと音の性質)
音速: 音が空気中を伝わる速さ。気温によって変化する。 (音の速さと音の性質)
加速度: 単位時間あたりの速度の変化量のことです。記号 $a$ で表し、単位は $\mathrm{m/s^2}$(メートル毎秒毎秒)です。速度と同じくベクトル量で、向きを持ちます。 (加速度とv-tグラフ)
干渉: 重ね合わせの原理によって、波が強め合ったり弱め合ったりする現象。 (波の重ね合わせとうなり)
慣性の法則: 物体に力がはたらいていない(または合力が0の)とき、静止している物体は静止し続け、動いている物体は等速直線運動を続けるという法則です。ニュートンの第一法則とも呼ばれます。 (運動の法則(運動方程式))
固定端: 波が伝わる媒質の端が、壁などに固定されていて動けない状態になっていること。 (波の反射)
合成抵抗: 複数の抵抗をつないだ回路全体を、1つの抵抗とみなしたときの抵抗の値。 (抵抗の直列・並列接続)
合力: 複数の力をベクトルとして足し合わせて得られる、1つの力のことです。 (力の合成と分解)
最高点: 鉛直投げ上げにおいて、物体が一瞬だけ静止し、上昇から下降に転じる最も高い位置のことです。この瞬間、速度はちょうど $0$ になります。 (鉛直投げ上げ・投げ下ろし)
最大摩擦力: 静止摩擦力が取りうる、最大の大きさのことです。$f_{max}=\mu N$($\mu$:静止摩擦係数、$N$:垂直抗力)で求められます。加える力がこれを超えると、物体は滑り出します。 (摩擦力)
作用反作用の法則: 物体Aが物体Bに力を加えると、同時に物体Bも物体Aに、大きさが等しく向きが反対の力を加え返しているという法則です。ニュートンの第三法則とも呼ばれます。 (運動の法則(運動方程式))
仕事: 物体に力を加えて、力の向きに物体を動かしたときに、その力が行ったとされる量のことです。記号 $W$ で表します。 (仕事とその原理)
仕事の原理: 斜面や道具を使って小さい力で済ませても、動かす距離が長くなる分、力がする仕事の総量は変わらないという原理です。 (仕事とその原理)
磁界(磁場): 磁石の力(磁力)が働く空間のこと。電流のまわりにも磁界ができる。 (電流がつくる磁場の基礎)
磁力線: 磁界の向きと強さを、線の向きと間隔で表した仮想的な線。 (電流がつくる磁場の基礎)
自然長: 力を加えていないときの、ばね本来の長さのことです。 (ばねの力とフックの法則)
自由端: 波が伝わる媒質の端が、何にも固定されておらず自由に動ける状態になっていること。 (波の反射)
自由電子: 金属の中を自由に動き回ることができる、負の電気を帯びた小さな粒子。金属の中を流れる電流の正体は、この自由電子の移動である。 (電流と電圧)
周期: 媒質が1回振動するのにかかる時間。単位は秒[s]。 (振幅・周期・波長・振動数と波の式)
縦波: 媒質の振動方向が、波の進む向きに対して平行(同じ向きか反対向き)になっている波。疎密波ともいう。 (横波と縦波)
重ね合わせの原理: 複数の波が同じ場所に同時に到達したとき、その場所の変位は、それぞれの波が単独で存在すると考えたときの変位の和になるという原理。 (波の重ね合わせとうなり)
重力加速度: 地球上で物体が自由落下するときの加速度のことです。記号 $g$ で表し、地表付近ではおよそ $9.8\ \mathrm{m/s^2}$ です。 (自由落下)
振動数: 媒質が1秒間に振動する回数。単位はヘルツ[Hz]。周波数ともいう。 (振幅・周期・波長・振動数と波の式)
振幅: 振動の中心(つり合いの位置)から、最も大きくずれたときの変位の大きさ。 (振幅・周期・波長・振動数と波の式)
垂直抗力: 物体が接触している面から、面に垂直な向きに受ける力のことです。記号 $N$ で表すことが多いです。 (力のつり合い)
水平投射: 物体を、地面に対して水平な向きに初速度 $v_0$ で投げ出す運動のことです。 (水平投射の基礎)
静止摩擦力: 物体が静止したまま動かないとき、面から受けている摩擦力のことです。大きさは一定ではなく、物体を動かそうとする力とちょうどつり合うだけの大きさに、必要な分だけ自動的に決まります。 (摩擦力)
静電気: 物体にたまったまま動かない電気のこと。物どうしをこすり合わせる(摩擦する)と発生する。 (静電気と電流の正体)
速さ: 単位時間あたりに進む道のりのことです。向きを持たない量(スカラー量)です。 (変位と速度)
速度: 単位時間あたりの変位のことです。大きさと向きの両方を持つ量(ベクトル量)です。 (変位と速度)
弾性力: ばねなどが変形したときに、元の形に戻ろうとして生じる力のことです。伸びたばねは縮む向きに、縮んだばねは伸びる向きに、変形を戻す向きにはたらきます。 (ばねの力とフックの法則)
張力: 糸やひもがピンと張っているときに、物体を引く力のことです。 (力のつり合い)
直列接続: 電流の通り道が1本になるように、抵抗を一列につなぐ接続方法。 (抵抗の直列・並列接続)
抵抗: 電流の流れにくさを表す量。記号はR、単位はΩ(オーム)。値が大きいほど電流が流れにくい。 (オームの法則と抵抗)
点電荷: 大きさを考えずに、1点に電気量が集中しているとみなした電荷のモデル。 (静電気と電流の正体)
電圧: 電流を流そうとするはたらきの大きさを表す量。単位はV(ボルト)。 (電流と電圧)
電気量: 電気そのものの量を表す量。単位はC(クーロン)。 (電流と電圧)
電流: 導線の中を電気が流れる現象、またはその流れの強さを表す量。単位はA(アンペア)。 (電流と電圧)
電力: 1秒間あたりに電気器具が消費する電気エネルギーの大きさを表す量。記号はP、単位はW(ワット)。 (電力と電力量)
電力量: ある時間の間に電気器具が消費した電気エネルギーの合計。単位はJ(ジュール)や、Wh(ワット時)、kWh(キロワット時)。 (電力と電力量)
等加速度直線運動: 一直線上を、加速度の大きさと向きが常に一定のまま進む運動のことです。 (加速度とv-tグラフ)
動摩擦力: 物体がすでに滑っている(動いている)ときに、面から受けている摩擦力のことです。$f=\mu N$($\mu$:動摩擦係数)で求められ、一般に最大摩擦力より小さくなります。 (摩擦力)
道のり: 物体が実際に動いた経路の長さの合計のことです。向きを考えない量(スカラー量)で、常に0以上の値になります。 (変位と速度)
熱: 温度の異なる物体どうしが接触したときに、高温の物体から低温の物体へ移動するエネルギーのことです。 (熱と温度、比熱と熱量保存)
熱平衡: 温度の異なる物体を接触させたとき、熱の移動によって両者の温度が等しくなり、それ以上熱が移動しなくなった状態のことです。 (熱と温度、比熱と熱量保存)
熱量: 移動した熱の量のことです。記号 $Q$ で表し、単位はジュール($\mathrm{J}$)です。 (熱と温度、比熱と熱量保存)
波長: 波が1回の振動の間に進む距離。となり合う山と山、または谷と谷の間の距離。単位はメートル[m]。 (振幅・周期・波長・振動数と波の式)
媒質: 波の振動を次の場所へ伝えていく物質のこと。水面波なら水、音波なら空気などが媒質にあたる。 (横波と縦波)
反射: 波が媒質の端(境界)に達したときに、進む向きを変えて戻っていく現象。 (波の反射)
比熱: 物質1gの温度を1K(1℃)上昇させるのに必要な熱量のことです。記号 $c$ で表し、単位は $\mathrm{J/(g\cdot K)}$ です。物質によって決まった値を持ち、たとえば水の比熱は $4.2\ \mathrm{J/(g\cdot K)}$ です。 (熱と温度、比熱と熱量保存)
分力: 1つの力を、2つ以上の方向の力に分けたときの、それぞれの力のことです。 (力の合成と分解)
平行四辺形の法則: 2つの力のベクトルを2辺とする平行四辺形を作ったとき、その対角線が2つの力の合力を表す、という力の合成の方法です。 (力の合成と分解)
並列接続: 電流の通り道が複数に枝分かれするように、抵抗を並べてつなぐ接続方法。 (抵抗の直列・並列接続)
変位: 物体の位置が変化したとき、最初の位置から最後の位置までを直線で結んだ「向きを持つ移動量」のことです。記号には $\Delta x$(エックスの変化量)などを使います。 (変位と速度)
密・疎: 縦波において、媒質の粒子が集まって混み合っている部分を「密」、粒子がまばらになっている部分を「疎」という。 (横波と縦波)
力: 物体の運動の状態を変えたり、物体を変形させたりする原因になるものです。大きさと向きを持つベクトル量で、単位はニュートン($\mathrm{N}$)です。矢印で表すとき、矢印の長さが大きさを、矢印の向きが力の向きを表します。 (力のつり合い)
力のつり合い: 物体にはたらいている複数の力の合力(ベクトルとしての和)がちょうど $0$ になっている状態のことです。物体は静止し続けるか、等速直線運動を続けます。 (力のつり合い)
力学的エネルギー: 運動エネルギー $K$ と位置エネルギー $U$ の和のことです。記号 $E$ で表し、$E=K+U$ です。 (力学的エネルギー保存則)
力学的エネルギー保存則: 物体に、重力や垂直抗力のように仕事をしない力しかはたらかない(摩擦や空気抵抗がない)とき、力学的エネルギー $E=K+U$ は運動の間ずっと一定に保たれるという法則です。 (力学的エネルギー保存則)