物理学 運動の第二法則（運動の法則）｜ニュートンが見つけた法則
運動の第二法則（運動の法則）運動の第二法則（運動の法則）とは、力には、物体の運動状態を変える働きがあり、物体に外力が作用すると加速度を生ずる。この加速度の大きさは外力に比例し、物体の質量mに反比例し、方向は外力の向きと一致する。運動の第一法...
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工学 誘電分極｜外部電界で物質内部に生じる電荷偏り
誘電分極誘電分極は、外部から電界が加えられた際に、物質内部の電荷分布が偏り、電気的な双極子モーメントが生じる現象を指す。典型的には誘電体（絶縁体）の電子雲やイオンの配置がわずかに変位し、外部電界の向きに合わせて分極ベクトルが形成される。これ...
工学 熱力学｜熱機関とエンジンの発展
熱力学熱力学とは現象を温度や熱という観点から取り扱い体系化した学問である。熱力学第ゼロ法則から熱力学第三法則までの四つの基本原理の上に学問体系が築かれている。熱力学は、蒸気の有効利用、熱機関のサイクル論に基づく熱効率向上、伝熱、燃焼などの用...
工学 ラグランジュの方法
ラグランジュの方法は、流体の流れを示す方法である。流体を無数の粒子の集まりと考え、各粒子の運動を調べる。時刻0における粒子の初期座標を(a, b, c) とすれば、粒子の位置(x, y, z)は、初期座標 (a, b, c) と 時間tの関数として表す。
工学 電荷｜物質が帯びる基本的な正負の電気的性質
電荷電荷とは、物質や粒子が帯びる電気的な性質であり、正または負の符号をもつ。電子は負電荷、陽子は正電荷を持ち、その相互作用を通じて電磁気現象が生起する。電荷はクーロンという単位で測定され、同符号の電荷同士は反発し、異符号の電荷同士は引き合う...
工学 材料の自重による伸び｜材料力学
材料の自重の伸び材料の自重による伸びについて考察する。高いところに置かれた材料はその自重で変形を起こすことがある。荷重がかかる場合、いくらの荷重を支えることができるか、に加えて、自重がどの程度影響するのか（伸びるのか）を計算する必要がある。...
工学 境界層｜表面近くに限って粘性の影響を受ける流体の層
境界層とは、一様流れの流体の中の物体において、レイノルズ数が大きい場合、その表面近くに限って粘性の影響を受ける流体の層である。
工学 フックの法則｜応力とひずみは比例する
フックの法則フックの法則（Hooke's law）とは、力学や材料力学などの工学分野において、固体材料に外力を加えた際に生じる変形量（ひずみ）が、加えられた力（応力）に正比例するという基本的な物理法則である。1678年にイギリスの科学者ロバ...
物理学 電場｜帯電粒子同士の力を媒介する空間
電場電場は、帯電粒子や電荷を持つ物質が周囲に及ぼす影響を数理的に表す概念であり、電磁気学の基礎を成す重要な要素である。電荷が存在する限り、空間には電場が形成され、他の電荷に力を及ぼす働きをする。例えばプラスの電荷があれば、その周囲には電場が...
工学 熱力学第二法則｜すべてを仕事に置き換えることはできない
熱力学第二法則 the second law of thermodynamics熱力学第二法則とは、熱は仕事に変換できるが、いかなる熱機関も仕事に変換するときに仕事の一部の損失がともなうという法則である。すべての熱を仕事に変換することができ...