物理学コミュのこの問題が分かりません

親切な方解き方教えてください質量3000kgのジェット機が、時速250kmの速度で着陸する。着陸後、逆噴射により飛行機を停止させる。逆噴射力はＦ=ａ(ｔ^2-ｂｔ)である。車輪のブレーキは全く使わず、車輪と地上との摩擦も無視できるものとする。着陸後、1分30秒間走り、停止する。逆噴射力の定数ａ、ｂを求めよ

コメント(57)

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[18] mixiユーザー 07月23日 20:25

ですよね

明日テストなんで取りあえず解き方教えてもらえませんか？

[19] mixiユーザー 07月23日 20:57

大学には勉強しに行ってるんじゃないの？
いったいなんの為の学校なんだろうか…

そう考えてしまうトピですね。

[20] mixiユーザー 07月23日 22:00

何方かお願いします

[21] mixiユーザー 07月23日 22:22

積分は・・・？

[22] mixiユーザー 07月24日 00:44

>18
少し意地悪が過ぎたかもしれません…。
しかし、結局はこのように答えだけを聞こうという姿勢が、みんな腑に落ちなかったのではないでしょうか？

質問するときにはまず自分で努力してからという、質問者の礼儀としての最低限のルールがあるでしょう。
もし、ジョウさんが物理について少しでも勉強していれば、

「エネルギー保存から解くのか？」
「運動量保存から解くのか？」
「力積とはどういうものか？」

というような質問ができたと思うのです。
もしそうだったら、みんなのコメントも違ったものになっていたのでしょう。

とりあえずは、クレールさんからの有難いご指摘がテストの参考なりますことを…。

[23] mixiユーザー 07月24日 01:35

運動方程式で解けると思ったんですよね

[24] mixiユーザー 07月24日 10:47

テストってのは理解度を数値化するものであって、テストが解けなければ点数が低いという至極当然の結果が出るだけですな。その結果、単位が出ないなどの影響もあるかもしれないが、単位とは理解度が一定以上だという証なのであって、単位が出ないのはこれまたあたりまえ。
勉強あるのみ

[26] mixiユーザー 07月24日 16:46

物理は好きなんですけどやっぱ理解していないですね

[28] mixiユーザー 07月24日 17:28

もうテスト終わっているかと思いますが、ちょっと疑問があって横槍で質問させていただきます。

逆噴射がt=90で０になるという条件は勝手に要請してよいのでしょうか？

まぁそうでないと条件が足りなくて解けないわけですが。。。

飛行機ということを考えれば、t=90で逆噴射をとめるのは当たり前ですが、

物理的には勝手にt=90で逆噴射を０にしてはいけないのではないかと思います。

[29] mixiユーザー 07月24日 18:46

＞ぽす～たさん

「着陸後、1分30秒間走り、停止する。」

とのことですので、停止するには９０秒後に逆噴射をやめるのも条件になるかと思います。
そうでないと、その後バックしてしまいます。

いかがでしょうか。

[30] mixiユーザー 07月24日 19:35

ふつう、停止したらエンジンを止めるのは人の手でやることだと思いますよね。
でもこの問題の場合はその条件をいれるしかなさそうです。

「○○m滑走したところで停止させるには・・・」とかいう問題のほうが自然な気がしますが、実際の飛行機の制御システムって、この問題みたいになってるんですかね？

あと、問題文でFの単位が抜けてます。たぶんNなんでしょうが。

[31] mixiユーザー 07月24日 19:37

なるほど・・・；

問題文をよく読んでいない証拠ですね；

受験生だったら先生に激怒されてしまいそうです。

しかし、それがわかっていれば完全に普通の問題ですね。

運動方程式が微分方程式で、位置、速度が運動方程式から導かれるということがわかっていれば簡単にできますね。

[32] mixiユーザー 07月24日 19:38

くだらない質問に回答していただいてありがとうございました^^

[33] mixiユーザー 07月25日 21:05

高校の時の物理が今の皆さんの礎になっていますか？

[34] mixiユーザー 07月25日 22:41

≪帯刀さん
コメント気づきませんでした。ごめんなさい。

不思議ですよね。少し違和感を感じます。

物理の問題では、t=90までしか定義されてなく、それ以降のことを考えれば、

飛行機が逆走してしまうという、現実的にはおかしなことになる結果がでてくるが、物理的には何も間違っていない。

そんな結果がでてくるようなものだと思います。

まぁ機械科だそうなので、物理科とは違う現実的ファクターが入ってくるのかもしれませんが・・・

≪ジョウさん
僕は高校の頃に、予備校で積分による物理を習いました。（東進の苑田先生）

それに感動して、物理の道に進むことになったのですが、その講義は大学で物理を学ぶときのとっかかりに

非常に役に立ちました。

逆に言えば、高校の頃にいわゆる完全公式主義で問題を解いてきたならば、

よほどしっかり公式の物理的意味を把握して勉強してこなかった限り、大学の物理の礎にはならないでしょう。

実際僕が経験したわけではないのでわかりませんが・・・

微分積分により運動方程式からすべての情報が与えられる、とわかっているなら

この問題を見た瞬間に問題は解けているようなものです。古典力学においてだけですが。。。。

長くなってしまいましたが、そんなとこです。

[35] mixiユーザー 07月25日 23:10

確かに、高校生の時に常微分方程式ぐらいマスターしておけば、大学入試レベルの力学の問題のほとんどはかなり簡単に解ける気がしますね。高校生が習う力学は加速度をスカラーとしてaとおいたりするから余計にややこしくなると思います。

[36] mixiユーザー 07月25日 23:47

加速度はベクトルとして習いますが・・・？
ただ、加速度の大きさをaとすることは多々ありますけど

[37] mixiユーザー 07月25日 23:54

たしかに、不連続な逆噴射の制御が認められるならば、条件が足りませんね。
一言、「ただし逆噴射は連続的に制御する」とでもあれば、９０秒後の逆噴射停止を完全に条件としてみなせそうです。

＞高校物理について

私も独学ではありますが、高校のときにNewton方程式を微分方程式として解いたり、Maxwell方程式をベクトル解析したりしていましたので、大学一年の授業は楽勝でしたね（というか、授業にほとんどでなかった＾＾；）。

しかし、結局量子力学などの新しい物理にも出会いますので、つまるところいつやるかというだけの問題でしょうね。

高校の物理の授業では実験をたくさんやったのが印象に残っています。

わたしが高校物理で習ったうちで一番疑問に思ったのは、Newtonの慣性の法則でした。
運動方程式のF=0としたのと何が違うのかとても疑問だったのです。
その疑問の解答は高校物理の範囲内にはなく、悶々としていたのを覚えています。

[38] mixiユーザー 07月26日 00:38

みなさんすごいですね…
理解しているとそこまで考えるようですね
なにかおすすめの参考書ありますか?夏休み中に少しでもできるようになりたいです

話は変わりますが東大生が書いた物理の教科書っていう東大生が書いた高校生向きの本を読んだのですが、その本には量子論と相対性理論のことも単元でありました。やはり東大生ともなると高校の時点で二つの理論を理解しているのでしょうか…

[39] mixiユーザー 07月26日 00:47

勉強法は丸暗記でした。
因みに僕は工業高校出身です。出身校からしてみれば今在籍している大学に入ることはなかなかすごいことだったのですが、いざ入ってみるとあまりの周りの学習意欲の差に絶句しました。編入をしたいと思いましたがこのレベルの大学に編入するなら意味がないと言われました。しかし、上に行ける学力もなく丸暗記で勉強してかたので伸びもしません。どなたかアドバイスをお願いします。

[41] mixiユーザー 07月26日 10:32

大学レベルの物理となると、丸暗記では太刀打ちできないと思いますよ。
自分は丸暗記が大嫌いで、やったことが無いので実際どうかまでは分かりませんが。
まず、丸暗記では問題の「イメージ」が沸いて来ないかと思います。
>>29 takekujiraさんの書き込みにあるように、"t=90で逆噴射をやめないとバックしてしまう"等の条件は、頭の中でモデルをイメージできるからこそ気付けるものだと思います。
そして1つの問題に対して様々な解法でアプローチが出来る事も物理学の面白さの1つなので、物理そのものがつまらなくなります。どうあっても、丸暗記したものを空所補充的に書くだけなんて面白みの欠片もありません。

この問題は基本的な所なので、この機会に1から勉強し直してみては如何でしょうか。
「単位が取れる力学ノート」という本をお勧めします。
基礎的な部分に重点が置かれているので、勉強し直すのにもってこいだと思います。

[42] mixiユーザー 07月26日 12:37

ひとりでやるより
基本的な大学の力学の教科書でも
なにかみんなが興味もてる専門書でもいいですから
4-5人程度のやる気のある学生集めて
読み進めてみたらいかがですか

ゼミ形式で

できれば毎回でなくても
先生にも参加していただく方がいいかもしれません

独りでの学習では
限界がありますから

ちなみに今はどうかわかりませんが
こういう集まりは自主ゼミと呼ばれ
一部の大学によっては補助が出たり単位が認定されるところもありました

[43] mixiユーザー 07月26日 13:02

高校の物理について。

ニュートンの運動方程式については、高校の時はF=mAが出発点のはずです。（かなり前なのでうる覚えですが）初めから加速度に相当するベクトルAが与えられているわけです。

ですが、実際の出発点は位置x（x：vector）の時間に対する微小変化分dx/dtが速度x'（=dx/dt）に相当し、速度の時間に対する微小変化分dx'/dtが加速度x''(=dx'/dt)に相当する。
ここからはじまり、運動方程式F=mx''にたどり着くわけです。

大学で力学のテストなんかで、運動方程式をF=mAという形で書くとハネられるのは運動方程式の意味を理解していないからであって、そもそも高校の授業で運動方程式を逆から教えているからこういうことが起こるわけです。
文科省が決めたやり方なので今更文句は言いませんが、丸暗記になるのは致し方ないことでしょう。
ですので、式の持つ物理的意味を理解していくことが大切だと思います。

物理を勉強したいというそのモチベーションは素晴らしいと思います。
まずは古典力学から勉強し始めてはどうでしょうか。

ただ、このコミュをこのように使うのは止めて頂きたい。
どこまで分かっていて、どこが分からないという風に具体的に書かないと答えようがないですし、それが最低限のマナーです。

[44] mixiユーザー 07月26日 17:19

古典力学と常微分方程式というのも知りません
やはり１から勉強しなおしてみます。物理の基礎的な問題はどういうことなのかイメージしやすく解けるのですが、複雑になってくると完璧に理解していないせいかテンパってしまいす。

[45] mixiユーザー 07月26日 18:47

物理に限って言えば、まずは物理数学の勉強。

微分積分、線形代数、ベクトル解析あたりが最低できないと物理学を理解することは限りなく不可能です。
仮にイメージが理解できても計算はできません。

算数の文章題に、足し算を知らずに挑むようなものです。

なので、物理数学の理論を勉強しながら演習を行うことを勧めます。

平行して力学などの勉強をしましょう。
普通は専門書を読んでるなら、必要な数学の解説から内容に入っていきますが

[46] mixiユーザー 07月26日 19:08

偏微分や二重積分も勉強しておいた方がいいでしょうか

後数学も物理と一緒でやり方だけではなく理解しておいた方がいいでしょうか

[49] mixiユーザー 07月26日 23:39

ベクトル解析というのは具体的にどういうことするんですか

[50] mixiユーザー 07月27日 01:18

・・・

ここで
学ぶつもりなら

それはそれ

新しい可能性もあるのかも知れませんが
どんなものでしょう

あなたが今おかれているはずの
恵まれたあなたの現状に依拠すべきではありませんか

周りに専門家がいて
他の学生をどう評価するかは知りませんが
多少なりとも同じことに興味を抱いている仲間がまわりにいるのではないですか

こんな言い方はどうかと思いますが
一から出直されたほうがよい

工業高校出身なのはなにも悪くなく
ただむちゃくちゃなこの国の教育のあり方のせいでもあるとは思いますが
質問があまりに・・・

これでは理化学辞典をひくことさえできないように思います
ベクトル解析が出ているかどうかは別にして

あなたは自らの疑問に対し
ここに少しだけ書き込むことしかできないのですか
自らの手で調べたり考察したりが
本当に大切な課程のひとつですよ

それは分野を超えて通用します
自分で調べたり友と議論したりの上の疑問なら
ここでも共有できるはずです

正直に怒りと期待をこめて

[51] mixiユーザー 07月27日 01:43

僕も大学生なのでわかりますが、まわりに専門家がいて、同じことを勉強してる仲間がいて、恵まれている。

そんな状況にいても、意外と活かせないものです。

ましてや、失礼な言い方かもしれませんが、このぐらいの問題を解けないような状況では

周りの人たちと一緒に勉強してもそのうちついていけなくなってしまうと思います。

今本当に学びたいというのなら、まず

F=maが

F=mx"とかけ

x'=at+Vo

x=1/2at^2+Vot+Xo

と書けることを理解し、これを使い、今まで公式でといてきた問題を解きなおしてみることだと思います。

何問も解いているうちにそのうち物理の体系が見えてくるかもしれません。

古典力学において、これはすべての基本です。まずこれから抑えるべきだと思います。

それから、物理数学を学び、種々の微分方程式、ベクトル解析などを勉強していくのが順当だと思います。

ちなみにベクトル解析というのは、∇、とか∇×とかいう記号を使って、

ベクトルの増加量だとか、傾きの方向だとかを解析できる技術です。

イメージが理解できれば、公式が自然と頭の中で作れるようになることでしょう。

僕はちょっとベクトル解析苦手なのでえらそうなことは言えませんが（笑）

[52] mixiユーザー 07月27日 02:35

真摯に受け止めます。

[54] mixiユーザー 07月27日 18:07

みなさんがお勧めする物理数学の参考書を教えてもらえませんか?

[57] mixiユーザー 07月28日 01:02

もう知らん顔しようと思いましたが
みなさん本当にまた相当にやさしいのではないですか

物理学
学んだ人たちは
いくつもの教科書を読み比べ
あれがいいこれがいい
悩みまた求めの繰り返しですよ(勝手に決めてます)

そうじゃない優秀な方もおられるでしょうけれど(たぶん)

ランダウがいいのかファイマンがいいのか
はたまた岩波か
なんて自分が選択することですよ

誰にも決められない

まずは本のページを開いたらいかがですか
図書館だってあるでしょう

恵まれていたかどうかは
その場を去らねばわからないかもしれません
ただそれでは何にもならない

意欲があるならチャレンジすればいいじゃないですか
教科書なんてむしろ間違いだらけのほうが
いいのかも知れません

次の疑問はその上に立ったものであることを
期待します

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