物理のページ（2010年度）
【第18回】第17回の解答・解説 (2011/01/14)
第17回の解答編です。本問は「フェーン現象」を題材としています。フェーン現象とは、湿った空気塊が背の高い山岳を通過すると、その前後で温度が上昇する現象です。言うまでもなく、これは空気塊中の水蒸気が凝結することによって発生する凝結熱が大きな役割を果たします。本問では、発生する凝結熱は与えられています。それと熱力学の諸法則を用いて、フェーン現象の概要を見ていこうというものです。では、解答に移りましょう。
(PDFファイルが開きます)
【第17回】大気の熱力学の問題 (2011/01/07)
物理の内多です。第11回の出題の際に話題に上げた金星探査機「あかつき」の金星周回軌道への投入失敗は残念な限りです。気を取り直して、今回は我が地球の大気に関する出題としましょう。2001年の京都大学後期試験から、大気の熱力学の問題です。気象学と密接につながった熱力学の問題を味わってみてください。
(PDFファイルが開きます)
【第16回】第15回の解答・解説 (2010/10/29)
研伸館 物理科の米田 誠です。第16回目は第15回目で紹介した『大阪大学 後期日程 物理（改題） 』からの出題、「ベルヌーイの定理」の問題についての解答解説＋αとしたいと思います。
(PDFファイルが開きます)
【第15回】ベルヌーイの定理 (2010/10/22)
研伸館 物理科 米田 誠です。第15回目は『大阪大学 後期日程』からの出題です。この問題は大学で学ぶ「流体力学」で用いる基本定理「ベルヌーイの定理」を高校物理の知識を用いて解説した問題です。この「ベルヌーイの定理(Bernoulli's principle)」は流体の速さと圧力の関係を表現するための定理で、飛行機の飛行原理の説明によく使用されています（ただし、飛行原理の説明にはニュートン力学を用いた別の説明などもあり、注意が必要です）。この問題を解くにあたって目新しい知識は必要ありません。問題文をよく読んで、教科書レベルの物理の基本法則をしっかり適用すれば問題なく完答できるはずです。では、頑張って下さい。
(PDFファイルが開きます)
【第14回】第13回の解答・解説 (2010/08/20)
第13回に引き続き、藤原です。第14回目は第13回目で紹介した、2002年度東大後期 総合科目IIの問題「物体の見かけの速さ」の解説を掲載したいと思います。模範解答と＜考察＞を記載しました。＜考察＞では、問題を解く上で踏まえて置きたい物理的な思考などについて、記述しています。物理学習を行う上での参考となれば幸いです。
(PDFファイルが開きます)
【第13回】波動問題 (2010/08/13)
研伸館の藤原です。強者への道：物理の第13回、第14回を担当させて頂きます。掲載する問題についてですが、これまでに掲載された問題のなかに波動問題がなかった様なので、東京大学 後期試験 総合科目II から波動問題を出題させて頂きます。
以下の問題なのですが、「波動」になれている人間の目から見ると、「非常に易しい問題」に感じられて、とても総合科目の問題とは思えません。一方で波の伝搬が捉えられていない人にとっては、足下をすくわれる難問となります。皆さんはどうでしょうか。ぜひ挑戦してみて下さい（解説は来週掲載します）。
(PDFファイルが開きます)
【第12回】第11回の解答・解説 (2010/06/12)
第11回の解答編です。本問を解くにあたり、光の粒子性を理解しておく必要があります。アインシュタインの光量子仮説より、振動数nの光は以下の式で表されるエネルギーと運動量を持つ粒子の性質を持つことが知られています。
(PDFファイルが開きます)
【第11回】「IKAROS」にちなんだ問題 (2010/06/04)
物理の内多です。先日(2010年5月21日)、H-IIAロケット17号機の打ち上げが成功し、複数の探査機が無事宇宙に旅立っていきました。中でも金星探査機「あかつき」は、5台お観測カメラを用いて、スーパーローテーション(金星大気に発生している秒速約100mの風)などの金星大気の謎を解き明かそうとするもので、その成果が大いに期待されているところです。また、小型ソーラー電力セイル実証機「IKAROS」は、 自身が広げる20m四方の薄膜鏡をいわば‘帆’に見立て、そこに当たる太陽光を動力源にして宇宙空間を進む宇宙船です。アイデア自体は古くからあるそうなのですが、それを実証しようとするのはこの「IKAROS」が初めてです。成功すれば宇宙空間を燃料なしで運行できるわけで、こちらもその結果に注目が集まっています。
というわけで、今回の問題は、この「IKAROS」にちなんだものとします。2002年の京都大学後期試験に、この「IKAROS」が太陽光を浴びて進む原理を説明する問題が出題されています。是非チャレンジしてみてください。
ただし、この問題を解くためには、「光の粒子性」に関する知識が多少必要です。これは物理IIの「原子構造と原子核・素粒子」の範囲にあたるため、未習である人もいるかとは思いますが、あえてノーヒントでいきます。わからない部分があれば適宜お手持ちの教科書や参考書などを用いて調べてください。
(PDFファイルが開きます)