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物理学

力学、エネルギー、万有引力

全 10 個の専門的な計算機を収録

About 物理学 Calculators

古典力学から現代物理の公式までをシミュレートする物理計算ツールです。速度、力、運動量保存、放物運動の軌道、単振り子の周期などを、標準SI単位を用いてステップ計算します。物理の学習、レポート作成、またはちょっとした検証に役立つ詳細なプロセスを表示します。

  • ✓等加速度運動やニュートンの第二法則など、基礎力学の全パラメータ一括計算。
  • ✓初期速度や角度から射程距離、最高到達点、飛行時間を算出する放物線シュミレーター。
  • ✓アインシュタインの有名な質量エネルギー等価式 $E=mc^2$ に基づくエネルギー算出。
  • ✓振り子の長さと重力加速度から周期を算出するシミュレーター。

物理学 — Frequently Asked Questions

重力加速度gの値はカスタマイズ可能ですか?

はい、デフォルトでは地球の標準重力加速度 g ≈ 9.80665 m/s²(または簡易的な 9.81 m/s²)を設定しています。しかし、月面上(g ≈ 1.62 m/s²)や火星上(g ≈ 3.71 m/s²)など、異なる天体環境下での物理計算シミュレーションを行いたい場合は、入力欄のgの値を自由に変更して算出可能です。

放物運動計算ツールは空気抵抗を考慮していますか?

現行の基本的な放物線計算ツールは、空気抵抗がない真空状態(水平方向は等速直線運動、垂直方向は重力のみを受ける等加速度運動)の理想的物理モデルを適用しています。これは学校の教科書や基礎力学の理解に最適です。ゴルフボールの弾道や大砲の射撃計算など、実際の設計では空気抵抗係数(Cd値)や揚力を考慮した高度なモデリングが必要です。

質量と重量の根本的な物理的違いは何ですか?

質量(Mass)は物体そのものが持つ絶対的な物質量であり、場所によって変化しないスカラー量(単位:kg)です。重量(Weight)は、その物体が受ける万有引力(重力)の大きさであり、場所の重力場によって変化するベクトル量(単位:ニュートン、N)です。公式は W = m × g です。地球上で体重70kgの人は、月面でも質量は70kgですが、月面での重力(重量)は地球の約6分の1に減少します。

質量エネルギー等価式 E = mc² で使われる光速cの基準は?

当ツールでは、真空中における光の速度を、国際度量衡委員会が策定した正確な定数 c = 299,792,458 m/s を用いて計算します。光速の2乗は非常に巨大な数になるため、わずか1グラム(0.001kg)の物質であっても、完全にエネルギーに変換された場合は約 8.99 × 10^13 ジュール(TNT爆薬換算で約2万トン分)という途方もないエネルギーを放出します。

これらの計算機は相対論的な物理現象にも対応していますか?

当サイトの物理計算機は主に日常的な低速領域で完全に動作する「ニュートン力学」に依拠しています。移動速度が光速の数パーセントを超えるような極限状態では、相対論的効果(時間の遅れ、長さの収縮、質量の増加など)が発生しますが、これらは現在の標準力学計算機ではカバーされていません。今後のアップデートで特殊相対性理論用の計算機能を追加する予定です。