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最新物理シミュレーションのお知らせ

  下記掲載以前の「物理お知らせアーカイブス」は ここ     ご意見・お問い合わせは ここ

   YouTube の arukas daily チャンネルで今迄にUPしている全シミュレーション動画を連続再生できます。 2019.11

 

                                          73本(2021/11/14現在)


 ほとんどのシミュレーションファイルはOneDriveからGoogleDriveに変更しました。リンクの張替えが出来ていないので、ファイルのDownloadは「ギャラリー」や「一覧」からお願いします。(2024/8/11記)

 

 Downloadの仕方が少し面倒になり申し訳ありません。

 

 リンクミスが有ったら「問合せ」から連絡お願いします。

 


地球のトンネルと単振動(32)   2024/8/26

 

 力学2-4の「地球のトンネルと単振動(32)」を大きく作り過ぎたせいで急に動きが緩慢になってしまっている様だったので関数のDATA範囲を2700行→700行に狭めたりt’=t+⊿tと積み上げ表現していたものをt=番号×⊿tと改め再計算処理数を減らしてみました。その結果少しは改善されたようなので再UPして置きました。

動きが途中から急に緩慢になる主な原因は、扱うDATA量がご自分のパソコンの能力をオーバーしていることにより起きている現象なので、パソコンんの能力をUPするか扱うDATA量を小さくするか積み上げていくような計算式をより簡単なものに変えるなどの手立てが考えられます。その他、DATAが変わる度に再計算させる必要が無いときは反復再計算機能(自動計算)を止めるようBVを書き換えるなどの方法もありますがその判断をVBで自動的に制御するのは大変厄介です。

 私のPCはあまり能力は高くないので大容量を扱合わせると急に速度が落ちる事があります。お金が無いのでそんな時は少し放って置いて元に戻るのをまちます。でも授業中にはそういうわけにはいきませんので、その(フリーズ傾向)の恐れがあるときは事前に関数を埋め込んだセルの数を最小限までカットしておくことをお勧めします。Excelも  かつて「一太郎」などが辿ったと同じように、新しい機能を加え便利にすればするほど遅くなってきているようです。動きのあるシミュレーションに使うには、機能が絞られていた旧バージョンの方が速かったような気がします。これはあくまでも事務的な表計ソフトなのですね。金のない人間はExcelにスピードを求めてはいけないようです。               ひげおやじ


鉛直面内回転(171)    2021/11/13

 

 鉛直面内で回転する棒付の振り子の回転の様子の再現を試みていますが、作っているうちに面白みが薄れてしまいました。

 角速度の微妙な変化があまり顕著に表現されないので嫌気が差してきました。焼きが回ってきたようです。

 一応どのような動きをするのかが分かるようにと 動画(mp4版)をGoogleドライブにupしました。YouTubeではありませんので「アプリで開く」で見てください。

 

                                 ネタ切れです   ひげおやじ


太さのある釘に巻き付くおもり(170)

                2021/11/09

 おもりの支点の真下に太さのある釘を打ち、おもりを振らせると釘の位置によって巻き付いたり巻き付かなかったりします。巻き付くときも釘からの糸の半径が回転と共にちいさくなっていくので回転スピードが上がり軌道半径も小さくなっていきます。これをできるだけ再現したシミュレーションの紹介ビデオ(mp4版)です。

 

 再現できて誰が喜ぶの?馬鹿な ひげおやじ2 です。



太さのある釘に巻き付くおもり(170)

               2021/11/4

 

 太さのない釘に巻き付くおもり(157)で3つのパターンを再現し紹介しましたが、今回は釘に太さがある場合についてのみ再現を試みました。

 釘に巻き付いてからは段々と半径が短くなっていき、それに伴い回転の角速度が速くなっていき最後にはおもりが釘にくっついて止まるでしょう。それを角速度保存を使って再現してみました。

 厳密にいうと、鉛直方向の円運動は登る向きの時と下る向きの時の角速度は違いますが巻き付く前の前半のように半径が変化しない場合はほぼ再現できていると思いますが巻き付いているときは再現できていません。今後の課題です。また、角運動量は保存は現在高校では扱っていないそうですね。 再現できて誰が喜ぶの?馬鹿な ひげおやじ です。


釘に巻き付くおもり     2021/11/2

 

 修正し見やすくなりました。

 修正したものを紹介したビデオも公開しました。一度見てください。

 

      ネタ切れで困っている  ひげおやじ

 

     ネタ提供は ここ  からよろしく



太陽炉の追尾型反射鏡(152-3) 2021/10/19

 

 太陽炉の反射鏡(152)の改良版です。

152では反射鏡の自動追尾がスムーズに動かなかったので大幅に改良しました。

 また152では太陽の軌道がシンプルになっていたので実際に近い軌道で動くようにしました。

 

     新しいことができなくなった ひげおやじ


部屋の中の反射音の様子      2021.10.13

 

 部屋の中の反射音の様子(147)に大きな音が聞こえる点●(強めあっている点)や音が小さい点×(弱めあっている点)を探しその例を●×で表してみました。

 これを探すのには時間がかかりました。

 また、空気の動きを詳しく知りたい点(検体▲)の空気のの動きをサイドグラフに取り出して、その軌跡を知ることができるようにしました。

 音の聞きやす所、聞きにくい所を知ることができます。

 


移動波源から出る疎密波(134ドップラー付)   2021/10/7

 

 「音波を見る(134)」に音源が移動するときの空気の疎密の状態を表現してみた。作成当初からこの構想は有ったが表現が極めて難しくパソコンでは実際とは少し違うようなものしかできませんでした。

 波源が移動するときの波の広がりる様子は、簡略的には円を重ねた表現を使いますが、伝わっていく波そのものを表現することは疎密波表現でなくとも難しいものです。

 斜めドップラーを使って表現してみたりもしましたがうまくいきませんでした。結局今回作った物は、移動しながら1周期ごとに半波長分のパルスを発してできる疎密波の波紋を重ねたものですので同心円を重ねたものと変わりがありません。今回は3日位考えてみたのですが、耄碌しかけた頭ではむりなようです。どなたか教えてください。        耄碌している ひげおやじ


17 京大物Ⅲ(4)の検証   2021/10/4

 

 音波9の「 斜め反射波との干渉Ⅱ(京大'17)(133)  」をより分かりやすく工夫してみました。

 この問題は問題そのものよりどのように再現するのかが難しい問題です。

 前問132では音源と一緒に動く相対座標で説明説明しましたがズーッとそれが続くということが十分説明できていませんでした。他方以前133では反射波が到達するまでを絶対座標で説明しているだけでした。そこで壁で反射した音が到達するまでの様子は今までと同じように絶対座標で表現し、到達してからは音源Sと一緒に動いている観測者の立場(相対座標)でがSが耳にするであろう音を表現してみました。

 以前よりは理解しやすいものになったと思っています。             ひげおやじ


ナンプレマルチで遊ぼう   2021/9/30

 

 最近「ナンプレマルチ」の解説ビデオ20分を作りYouTubeにUPしてみました。

Excel2003までは快適に動いていたExcelVBAも2019位になると重くて処理速度も落ちるようです。昔の一太郎的現象の様です。寄ってたかっていらん物まで付けるから使い勝手が悪くなるのです。

    文句たらたらの  ひげおやじ



Beep で遊ぶー2(168)    2021.9.27

 

 Beep機能を使いキーボードを鍵盤代わりに押すとBeep音が出る楽器として使えるようにしました。面白いかどうか分かりませんが電子楽器はこんな理屈でしょう。

 

    昔はギターやウクレレを弾いていた ひげおやじ

         


Beep で遊ぶー1       2021.9.19

 

 パソコンに備わっているBeep機能は音波のドップラー現象で使用している程度でしたが、簡単な楽譜を入力してBeep音で演奏させるソフトを作ってみました。

 皆さんも挑戦してみてはどうですか。

   (Beepで遊ぶー1166)

 

     久しぶりに音楽の勉強をした ひげおやじ



斜方投射作成その2(3次元表現)  2021.9.13

 

斜方投射された物体が空間を運動しているように表現する手法(回転座標の表現)を説明しています。作成したものは「高校物理シミュレーション」でDownLoadフリーにしておきます。興味ある人はのぞいてみてください。

通し番号では165となるのですが番号以外のものもあるので調べてみたら185番目のアプリでした。よく作ったものです。

          ひとりで感心している  ひげおやじ



斜方投射シミュレーション作成過程ビデオ 2021.9.12

 

斜方投射されたボールの様子を再現するExcelシミュレーションの作成過程をキャプチャーしたものです。ダイアログがキャプチャーされていないので見にくいかもしれません。参考にしてください。30分です。   ひげおやじ



空気抵抗のある物体の運動(83)   2021/9/9

 

 い物体の空気抵抗が速さに比例するとしたときの係数kの値を、高さhからの自由落下時間tから求める簡易型の設定コマンドボタンを設置してみました。

 校舎の屋上からの落下時間が計れればKの目安値を求める式がグラフに現れます。    ひげおやじ


78リング付きアトウッド     2021/9/8

 

 2014年のセンター試験問題にヒントを得ておもりの条件によって減衰的な振動をして収束する動きをします。

 これを再現するのは運動のスイッチが必要でしかも運動量保存のことも加味して作らなければなりません。この運動をExcelで再現するのは大変難しいことです。

 今作成した7シミュレーションの修正に取り掛かっていますがこんなに難しいのにあまり再生されていないようなので動画を作ってみました。     ひげおやじ



72球殻内の物体の収束円運動     2021/9/6

 

 なめらかな球殻内面で面に沿って子午線以外の向きに打ち出された物体は最終的にはある高さの平面上でで等速円運動するようになるのではないか?(収束円運動)

  このシミュレーションはこれを確認するために作ったものですがその操作説明動画です。収束円運動の表示をを付け加えました。

                       ひげおやじ



58-2メートルブリッヂ
58-2メートルブリッヂ

間違っていました     2021/9/3

 

 修正していて気づきました。メートルブリッヂの「58-1」と「58-2」の電流グラフが間違っていました。発表してから何年もの間気付かなくてすみませんでした。修正したものをUPしました。

 原因は関数が複雑過ぎて点検ができていなかったことです。その複雑な式は58-1のAN30に入っている式で

=$AL30*$AL$23+$AK30*$AL$25)*$AL$27/((($AL30*$AL$25+$AL$24)*$AK30*$AL$23+($AL30*($AL$23+$AK30*$AL$25)*$AL$24)))という長さでどうも入力ミスをしたようです。58-2の電力ではミスをしないように分割して入力しました。

 できた当初はそれらしい振る舞いをしてくれたので完成したと思い込んでつい点検を怠っていました。

 58を改良して作った59辺りもその可能性があるので今日点検し始めました。      馬鹿な ひげおやじ                   

間違っていました     2021/9/3

 

 修正していて気づきました。メートルブリッヂの「58-1」と「58-2」の電流グラフが間違っていました。発表してから何年もの間気付かなくてすみませんでした。修正したものをUPしました。

 原因は関数が複雑過ぎて点検ができていなかったことです。その複雑な式は58-1のAN30に入っている式で

=$AL30*$AL$23+$AK30*$AL$25)*$AL$27/((($AL30*$AL$25+$AL$24)*$AK30*$AL$23+($AL30*($AL$23+$AK30*$AL$25)*$AL$24)))という長さでどうも入力ミスをしたようです。58-2の電力ではミスをしないように分割して入力しました。

 できた当初はそれらしい振る舞いをしてくれたので完成したと思い込んでつい点検を怠っていました。

 58を改良して作った59辺りもその可能性があるので今日点検し始めました。      馬鹿な ひげおやじ



結構面白いのに      2021/8/30

 

 今日は結構面白いのに説明不足で分かりにくい「ベルトコンベア上のばね振り子」を少し改造してみました。

 ぜひ見てもらいたいのが、ベルトコンベアがゆっくり動くときのおもりの運動の様子です。摩擦の性質と単振動の基本が理解されていないとおもりもの動きを説明できません。

 付属で付けた力ベクトルの変化の様子やその力の意味が分かるようになったと思います。見てください。

             ひげおやじ



暇に任せてやってます。1   2021/8/26

 

 連日ソフトの修正に追われています。今日はほとんどの人が興味のない「容器から漏れる水」の再現を試みた初期の頃のソフトを引っ張り出してみました。今見ると結構面白いソフトで現実に近い状況を再現していると感心しました。

 発想は積分法での再現です。馬鹿なことをよくやったものです。    ひげおやじ


暇に任せてやってます。2   2021/8/26

 

 連日ソフトの修正に追われています。今日はほとんどの人が興味のないオシロスコープについてのソフトを引っ張り出してみました。今見ると結構面白いソフトです。

 今の時代、オシロスコープの原理を高校生に理解させることは大変な事です。オシロスコープなんて見たことが無い子供も増えてきているのではないでしょうか。昔はこれを授業で取り上げていました。    ひげおやじ



何階から投下されたか     2021/8/21

 

 2年位前までt近くの公園のいちょうの木周辺にビンや缶などが投下されビンが割れ危険な状態が続いていました。しかし犯行が夜中なので犯人が特定できず何の対策もなされませんでした。

 そのときExcelで作ったのが動画で紹介しているソフトです。これをきっかけに市に事情を話し看板設置等大いに協力してもらいました。その効果があってか、それ以降投下は止みました。

 少しは「役に立ったソフトです。 ひげおやじ



Win10の画像キャプチャー  2021/8/18

 

「ウインドー」+「Alt]+「R]で簡単録画できるんですね。先日Win7からWin10に変えたばかりでこの機能を使ったのははじめてです。私の美声も入っています。

139幾何学模様を操作する動画をUPしました。見ていると結構面白いのでよかったらDownLoadして試してみてください。        ひげおやじ



    アプリの修正状況報告2                   2021.8.13

 

 1から始めたアプリの修正も要領が解かってきて、いくつか保留してはいるが今日110位まで進んでいます。ほとんどが「Doevents」をもう1~3か所に追加し画像処理が追いついて行くようして修正しました。

                                           げおやじ


    アプリの修正状況報告                   2021.8.6

 

 Win10に変えるまでは気が付かなかったのですが、Win 7では稼働していたアプリの大半でTimerが正常に作動しなくなっています。推測ですがその原因はCPUのクロック周波数の変化にあるようで、計算速度が速すぎると画像処理がついていけなくなっているのが原因のようです。そこで命令文「Doevents」をもう1か所に追加したら画像処理が追いついて行くようになりました。そういえばその時はあまり深く考えなかったのですが、同じようにTimerが不具合になったことがありましたがその時は「Rannge(”A1”).Select」を入れて解消しました。

 基本的な事が解かっていないので適当に作った物はだめですね。でも今日までに3.xlmsを除いた1.xlms~20.xlmsの約20本位を修正しUPし直しておきました。                       げおやじ

 


R,L,C,LC回路のVとI     2001/8/4

 

 力学2の1ので紹介していた「円運動と単振動」のソフトを、R,L,C,LC回路のVベクトルとIベクトルとPベクトルの関係の理解の手助けのために修正してみた。

 この辺りは分かったような分からないようなもやもやした感じを持っている生徒が多いところです。 ひげおやじ

ダウンロードは ここ から 


                2021/8/1

 パソコンをWin10に変えたら今まで動いていたExcelのシミュレーションが正常に動かなくなっていることが分かりました。Office2019で2010で作ったファイルを読み込むとセキュリティーが強化されるだけでなく、関数まで書き換わっていて動かなくなっていました。特にTimerのVBAに関してはお手上げ状態です。

 そこで自動Timerをカットしたアプリに修正したものを作ってみました。Win10に付属の画像キャプチャーを使い使用方法もYtubにUPしてみました。修正アプリは ここ からダウンロードできます。

 



筆算による√ルート開平   2021/7/17

 

 久しぶりにExcelを使い、「筆算による√ルート開平」が体験できるアプリを作ってみました。

 計算方法は中学の頃に少し教えてもらったのですが電卓が普及して使う機会が無くなってしまいました。

 スピンボタンで0~9までの数字を探しながら少しずつ解いて行くプロセスを楽しめます。

 

 アプリのダウンロードは ここ から


超簡単自動Timer(164)    2020/2/18

 

 最近は自動タイマーを作るのが面倒臭くなってきたので余分な機能を全てカットした「超簡単自動Timer]なるものを多用しています。

 実測を重視しないシミュレーションではこれで十分です。

 「作り方」や「基礎」にもその内載せようと思っています。 

 Yahoo!がまたまた意地悪をしてきて今Yahoo!のマイボックスからはファイルが公開できなくなるそうです。前のジオシティーのときもそうでしたがファイルの数が多いのでリンクの付け替え作業の事を思うと今から憂鬱です。貧乏人はいつもいじめられる運命なのですね。     ひげおやじ


ボーアの量子条件(163)       2/17

 

 円軌道を1方向に進む波は周回遅れの波と合成を重ねながら次の合成波を作って行くと仮定した時、1周した後の位相差が0の場合(2πR=nλ)には次の周回でも何の変化もせず定在波として円軌道上を進行し続けます。 しかし、、1周した後の位相差が0でない場合は何周かするとやがて合成波の振幅は0になり波のエネルギーが無くなる瞬間が必ず来ます。(波の消滅) この2πR=nλの条件に合致しない電子がこの軌道上で波として消滅していく様子を疑似的に再現できないかと取り組んでみた作品です。出来は良いと思っています。 動画1 動画2       ひげおやじ


円形バネを伝わる縦波(162)    2/15 

 

 円形のバネの一点を縦方向に振動し続ける時は円の反対側の点を節とする定常波が出来そうですが、今回は円形のバネを1方向に伝わる縦波についてのみ注目してみました。

 1方向に進んだ波は1周後進行波と重なります。周回遅れの波は円の半径によって円周が違うので位相差が発生します。この位相のズレた波と進行波と重なるとどうなるのか、位相差が0ならば強め合うい位相差がπならが弱めあいます。これらがどのように見えるのか?確かめたくて作ってみた作品です。これはExcelのグラフで表現していますが円形リングのバネの上を縦波が伝わるようにするのは初めての試みで結構やりがいがありました。現実離れしていてバカらしいけれど面白い作品になりました。 動画  162作品目 

                            アホなことをやっている     ひげおやじ


「作り方その16」を作成しました。 02/03

 絶えず移動し続ける粒子などを効率よく表現する」方法を紹介したものです。

 先日作成したベルヌーイの定理(161)でもその手法を使って流れ続ける水流の様子をこの手法を使い表現しています。作成に1日かかりました。

 

    

 


ベルヌーイの定理       02/02

 

 ベルヌーイ定理を使った流体力学は50年位前には高校の物理の授業で扱っていましたがそれ以後現在に至るも全く扱わなくなってしまいました。

 多少難しい面もありますが、高校の理系進学者には教えて置いた方が良いと思っています。

 そこでシミュレーションにしてみることにしました。断面と流速、流速と圧力の関係が視覚的に分かるよう作りました。(161作品目)     ひげおやじ


水温変化による浮沈子は現実的か? 1/24

 

 水温変化による浮沈子現象はその変化が微小過ぎて現実的ではないのではないかと思い検証してみました。概算ですが、等温で10cm沈む約1/100気圧増えるので体積は100/101になります。その圧力のもとで101/100倍に体積を増やすには温度を101/100倍に上げなければなりませんので最初の水温が0℃(273k)ならば273×1.01≒275.7k(2.7℃)となり再現可能な範囲かもしれませんね。もう一度詳しく検証してみようとは思っています。             間違っているかもしれないのに図々しい ひげおやじ 


センター物理(浮沈子)完成    1/23

 

  <タイトルクリックでダウンロード。画像クリックで動画 です。> 

 昨日から作成していた水温変化による「浮沈子」の原理についてのシミュレーションが一応完成しました。アルキメデスの原理を使った「浮沈子」は有名ですが水温変化での浮沈子のアイデアは初めてでした。

 ただ、シャルルの変化が微小なのでこれを視覚的に確認できるように100倍に拡大し大げさな表現にしましたのであくまでも原理の解説用としてご使用ください。また大気圧を水深10メートル分として簡略計算しました。(そんなに大きな誤差は出ないと思います。)

 原理の解説には良い出来の作品になったと思っています。160本目の作品です。     ひげおやじこと よしと


センター物理(浮沈子)    1/22

 

 昨日は終日寒い北風が吹く1日で、自転車も数台倒れていました。外に出る気がしなかったのでセンターの物理問題をじっくりチェックする事にしました。

 その中で私がまだシミュレーションで作っていなかった「浮沈子」もどきの問題が出ていたのでさっそく作り始めてみました。

 ぎりぎりに水に浮いている伏せられた器をほんの少し水中に沈めてやると水圧により空気の体積がほんの少し小さくなり浮力が減り、途端に重力とのバランスが崩れ器は沈み始めます。沈み始めるとさらにバランスが崩れていくので加速度的にアッと言う間に沈んでしまうのです。

 この現象の一部が「物理第5問」として出題してありました。昨日はその沈むまで(前半)のシミュレーションをつくり動画にして簡単に見られるようにしました。興味ある方は画面をクリックして観て下さい。ただし体積変化などは分かり易いように拡大表現しています。  ひげおやじ


差し替え新作の画面
差し替え新作の画面

ハーフパイプ(92)作り直しました。    1/11 

 

 韓国の冬季オリンピックの時作った作品ですが、久しぶりに力学2-24のハーフパイプを開いてみました。そこで、パイプの傾斜角度が変化しない欠陥に気付きました。どうも俯瞰角度と混同していたようで、中身を調べてみましたが古い作品なので自分でも十分解析できません。これは修復するより新しく作った方が速いという事で0から作り直してみました。当時に比べ頭の回転は緩やかで少し時間がかかりましたが今日ようやくできあがりました。使い勝手は良くなっていると思います。

                                  ひげおやじこと よしと


イメージボタンの作り方      2020.1.07

 

 力学1の13.「空気抵抗のある物体の運動(83)」には私が作成した12のサイクルの例題が記録されており再生する事が出来るようにしてありますが、最近このファイルを開いてみてその使い勝手の悪さに気付きました。

 最初はリストファイルから選択し再現できるようにしていましたがリスト名からはどのようなサイクルなのか分からず使いにくくなっていました。そこで再生後の画像をボタン貼り付け内容が見えるようにしました。

 そこで使用したのがActiveXの「イメージボタン」でした。その作り方を「作り方」の「その他2」に載せましたのでご利用ください。使い勝手の悪さは作成直後には本人には分からないものです。ぜひご指摘ください。       よしと


 動画・修正・見直し などのまとめ              2020. 1/6

 

    ・・・・・・・・ 基  礎 Basis   ・・・・・・     

  Timer基本形(Timerbase)      動画

  回転座標の基礎(120)            動画

  運動方向に向きを変える(111)   動画

  For~Nextを使ったTimer(159)      (2019.12.10追加)

   ・・・・・・・  力 学 1 Dynamics 1  ・・・・・・・・ 

自由落下と斜方投射(1)         2019.11 改良 惑星間の斜方投射の比較 と 手動機能 を追加しました。 動画2

気球,飛行機,台車のコラボ(44)  2019.11改良版UP!      動画

6.斜面からの斜方投射(51)    2019.16修正版UP!

8.垂直抗力と摩擦(55)  ★★   2019.12.22操作簡素化で使いやすく修正した。

9.たわむ板(57)           動画

10糸でつながれた2物体(62)  ★★★ 2019.12.23摩擦のあるときも加え大幅に改良し使いやすくなりました。

12モーメントの釣り合い(76)       ★★  2020.1.01力のベクトル図や解説などを加え大幅に改良し授業で使えるようにした。    

13空気抵抗のある物体の運動(83)  ★★★  2020.1.5大改良 計算速度のUP、初速と最大到達角の関係を+ 

16箱の中で弾むボール(136) ★★★  動画

    ・・・・・・・・ 力 学 2  Dynamics 2       ・・・・・・・・     

2.台車のバネ連結(21)        動画

12円形斜面を滑り落ちる(64)   ★★★ 2019.12.25慣性系と非慣性系に分け表示できるようにし大幅に使いやすくなった。       

14倒立円錐形内側に投入された物体-2(69-2)  動画

15球殻内に投入された物体-(エネグラフ付き)(70) 動画  

17立方体内の分子運動(8)   動画

21斜面バネ付き振り子(79)  動画2

22斜面アトウッド(80)     動画

26棒を通したリング(95)     動画2 

29棒連結3球のバネ振動(99)  動画2                                  

34コリオリの力(106)      動画

41準天頂衛星の軌道(122)   動画

45ビリヤード(144)         動画

47太陽光パネルの最適角度(150) 動画2

   ・・・・・・・  波 動 Wave motion ・・・・・・・・             

2.ウエイブマシン-2-3(39)  動画

4.バネの縦波(new)(108)    動画

5.波面と素元波(31)                     2019.12.8 一寸改修

6.波の屈折(波面・素元波)(10)  ★★★  2019.12 大幅に改良した。説明用に良い!  動画2  

7.反射波の書き方 2.0(25)  動画

9.定常波とうなり(11)        動画2  2019.12.2 大幅に改良した。説明用に良い!

10波紋・干渉・ドップラー(13)  動画2

11干渉図(動円の交点)(26) ★★★ 2019.12.8 改良し説明用に大変使いやすくなった。12.干渉との併用を推奨  動画2

12干渉Ver2.3(27)        ★★ 2019.12.8 修正し見やすくなった。 動画

13散乱・回折・反射・屈折(28)  2019.12.8 拡張子をXlsmに変換。一部修正

14水面波モデル(38)        ★ 2019.12.10 修正      動画

15平行波の屈折.反射(40)   ★ 2019.12.10 ボタン改良・調整

16円形波の屈折.反射(41)   ★ 2019.12.11 ボタン改良操作性向上

17ドップラーベルトコンベアー(77)  ★★★   2020.1.3大幅に改良し十分授業に使えます。 動画2

19多重波源による合成波形(113)         動画

  ・・・・・・・・  音 波 Sound wave    ・・・・・・・・            

1.水面波・音の屈折(68)  ★★ 201912.26 調整改良 

2.おんさ(67)               2019.12.247改修 

3.弦の定常波ver3(46) ★   2019.12.13 修正するも重り変化の3倍振動が修正しきれていない。原因究明中 動画                

4.気柱の共鳴(45)       ★   修正版2019.12.12 自動Timer付加・修正

11音叉周りの空気を見る(146)     動画 

 ・・・・・・・  光 波 Light Wave   ・・・・・・・・                

凹凸レンズ(14)    ★★   2019,12,2 一部改良。解説など付加 

凹凸面鏡(15)      ★★   2019,12,4 作図正確に改良。解説など付加   

組み合わせレンズ(74)     ★★ 2019.12.28 Xlsm化、一部修正  

薄膜の干渉 (version2)(47) ★★2019,12,14 解説や簡易設定など付加 動画

フィゾーの実験(86)        ★★ 動画

フーコの光速測定実験(87)  ★★  動画 

10直線・円偏光(New)(141)          動画2 

 ・・・・ 電 場 と コンデンサー Electric field and Condenser  ・・・・ 

1.はく検電器(61)             一部不具合が有ったので修正し操作説明も付けました。2019.11.25   動画 

3.「点電荷のつくる電気力線」(48)   ★★  2019.12.15 バグ解消法も含め改良しました。

4.点電荷の作る電位(49)          動画

5.等電位線VBA speedup版(50) ★★ 動画2

6  等電位線3D追加修正版(50-2)  ★★ 2019.12.27 修正し大幅スピードUPした。非常に良い出来。

7.平行極板の容量を変える2(34)     動画

8.コンデンサー(充放電)(36)    2019.12.9 修正  動画 

9.コンデンサー(充放電2)(37)        2019.12.9 修正

10電界中の荷電粒子の運動(82)     ★★  2020.1.3 XLSm化

11整流とCおよびLの平滑回路(85) ★ 動画2

・・・・・ 電流と磁場 Electric current and Magnetic field  ・・・   

2.一様な磁界中の電流による磁力線(54)  2019.12.17 一部修正

3.発電機の原理(29)       2019.11修正  動画2

4.交流回路(35)         2019.11修正  動画2

   ・・・・・・・ 原  子 Atom     ・・・・・・・・        

1.サイクロトロンの原理(16)  ★★★2019.12.5 原理説明に十分使えるよう大幅に改良し解説文も付加した。  動画2    

2.オシロスコープ(17) ★★★2019.11平行極版上の電荷の変化をや簡易設定、解説文などを追加修正。良くなった! 動画2     

3.水素スペクトル(18) ★★2019.12.6 原理説明に十分使えるよう大幅に改良し遷移グラフやスペクトル資料も付加した。 

4.荷電粒子のらせん運動(56) 2019.11移動平面を付加した。動画2

5.回転するCuSO4溶液(72)   2019.12.26拡張子・xlsmに変換

6.MHD発電(73)            2019.12.27拡張子・xlsmに変換

 

9.円軌道上を進む波(94) ★  2019.11.20修正  動画2


For~Nextを使ったTimer      12/10

 

 自動Timer の構文にDo~Loopを使用していましたが、条件をミスると暴走する事があり構文が理解しにくい場合がありました。

 そこで分かり易く暴走の心配のないFor~Nextを使って作ったTimerを「コンデンサーの充・放電」に使い修正版としてUPしてみました。

 そのTimer部分だけを紹介したファイルを159番目の作品として「基礎」にUPしましたので観て下さい。    よしと


最近修正などして更新したファイルの紹介です。            12/8

最近のアクセス状況   12/7

 

 最近は動画化作業をしていますが、作成以来一度も開いていなかった初期のアプリ(特に.XLSタイプ)を開き今その使い勝手の悪さに驚いて急いで修正しています。使い手の方のことなど関係なく「使いにくければ自分で直せばよい」などという独りよがりの思い上がった作品が多いようです。また、外したつもりのVBAにパスワードが設定されたままになっているなど、長年放置していた事を大変申し訳なく思っています。

 現在公開しているアプリは163本で前回整理した7月3日と変わっていませんが、アプリの利用数は7359から8083とこの間724増加しました。アプリ別にみると作り手が見てほしい作品と見てみたい作品とには違いが有り、一般的に基本分野を扱ったアプリへの関心が強いようです。

 私がシミュレーションを作り始めたキッカケは中学生の学校訪問で物理授業の紹介用にと作成した「自由落下と斜方投射」です。次に取り組んだのは当時物理の授業で生徒に一番理解させづらいと感じていた「波動の基礎分野」でした。教壇で身振り手振りを交え格闘していてふと「シミュレーションで動画で見せられたら便利なのに」と思ったのが発端です。以降複雑な運動で想像しづらい力学2の分野へと広がっていき現在に至っています。「斜面アトウッド」や「スーパーボール」などは確かめようもない理屈上の想像の世界ですが無責任にもUPしています。なんせ暇なもんで・・・  ひげおやじことよしと

 


荷電粒子のらせん運動をリニューアル 11/23

 

 操作動画を作成するため荷電粒子のらせん運動(56)を作動させてみました。このシミュレーションも今までと同じように改修しなければならない点が多く見られたので1日掛けて改修しました。特に立体感を表現する為に回転平面を一緒に移動させることでより理解しやすい出来上がりになったと思っています。試して見て下さい。動画もUPしておきましたのでこちらもご覧ください。

 

                よしと


オシロスコープ改修しました    11/21

 

 原子の2 オシロスコープ(17)の操作動画を作るために久しぶりに作動させてみました。

 初期段階で作成した作品なので操作要領がつかめず苦労しました。このままでは使い勝手が悪いと思い、オシロスコープ操作の初心者にも簡単に初期設定が出来るようにと10パターンの設定内容の説明付きの「簡易操作」ボタンを新設しました。また、オシロスコープの原理を知ってもらうために内臓されている2対の平行極版と極版上の電荷の変化が同時に見られる「平行極版の表示/非表示」ボタンと「解説の表示/非表示」ボタンを付けました。かなり使い勝手は良くなったと思います。試してみて下さい。動画もUPしておきましたのでこちらもご覧ください。

                 作成時は不便さを感じていなかったことを反省している   よしと


発電機の原理(29)修正しました。 11/17

 

 動画を作るために「発電機の原理」のファイルをDownLoadして開いてみました。このシミュレーションはシミュレーションを作成し始めた2006年頃の初期の作品で、シミュレーションと言うよりアニメーション風に仕上げた授業での利用のために作成した作品でした。その後2013年に一部手を加え再UPした際にミスに気付かず回転子が有ったようですが今回作動させるまでそれに気付きませんでした。DownLoadしご使用になられた方にお詫び申し上げます。もう一つ、直そうとVBAのプロジェクトを開こうとしたらパスワードを要求されました。160本近くのファイルは全てプロテクトを掛けず公開しているはずだったのですが、初期段階のファイルにはプロテクトを掛けっぱなしになっていたのです。全公開のはずでしたが申し訳ありませんでした。そこで回転子の不具合を修正しプロテクトを掛けていないファイルを改めて再UPしておきましたのでごリ余下さい。動画もUPしておきましたのでこちらもご覧ください。

                               昔のPWをすっかり忘れていて大変だった よしと


Timerを自動で作動させるとき動きがぎこちない時の対処法             11/16

 

 動画を作るため久しぶりに自分のExcerファイルを作動させながら画面キャプチャーしていると自動Timer使用時の動きがぎこちないことに気付きました。画像処理が追いついていかないことが原因のようでした。そこでTimerのVBAを一部修正してみたところ結構スムーズに動くようになりました。今まで作成したほとんどのファイルは未修整がほとんどなので遂次修正したいと思っています。以下にその方法を説明しますのですでにご利用の方は修正してみて下さい。

電界中の荷電粒子の運動(82)を例にExcel2010で説明します。

 

.「開発」タブをクリックしVisualBasicをクリックしエディターを表示させます。

.「Private Sub CommandButton1_Click()      'Startボタン」を表示させ、中央付近にある「Range("A1").Activate '左上がA1になる画面にするため」行をコピーし、下方のLoopとDoevents行の間に貼り付けます

<左画面参照> 

.その結果が左画面です。確認できたら動かした観て下さい。


YouTubeからGogleに変更しました。                 11/13

 

 YouTubeは1ページ当りの数が増えてくるとページの立ち上がりに時間がかかり、また再生後に宣伝画面が出て不愉快な部分も有るのでシンプルな動画再生ができ立ち上がりに支障の少ないGoogleドライブからの再生方法に切り換えました。

 Youtubeの 「arukas dailyチャンネル」にも掲載していますので、連続再生する場合などの時にはこちらも便利かと思います。ご利用ください。                           ひげおやじこと  よしと


動画のページを新設       11/4

 

 ギャラリーやシミュレーション一覧だけでなく実際に作動している様子を手軽に見られるようにと新設してみました。

 無料で行うためには作動させているPC画面を録画しこれをYouTubにUPしてそれをリンクさせなければなりません。かなりの時間がかかり暇な身と言えども面倒でなかなか進みませんがボチボチ増やしていく予定です。 

                                ひげおやじこと  よしと


開示ソフトの内訳         7/4

 

 雨が降り続け外には出られないので7月3日までの開示ソフトを整理してみました。

 作成していて面白いのは力学Ⅱの分野ですが、面白がっているのは作っている本人だけのようで、数式だけではイメージさせづらい波動分野や日常誰もが体験している放物運動などに要望が多いようです。

 

          ひげおやじこと  よしと


支柱間に貼られたロープにかかる力(158) UP!  4/12

 

 支柱間に貼られたロープ各点の水平方向にかかる力はどこも等しいとして支柱間の距離とロープの長さによりどのようなカーブを描くのかを再現するとともにロープ各点にどのような力が作用しているかを再現してみました。

 前提が正しいのか確信が持てない「自信のない作品」です。とりあえずUPしてご意見を待つことにします。よろしく!    よしと 


吊り橋のワイヤー         4/10

 

「水平の2点間に張られたロープの描くカーブ」の再現に挑戦してみました。ワイヤー各点の水平方向にかかる力はどこも等しいとして作ってみましたがこの手の問題を扱いなれていないし知識もないのでこの前提が本当に正しいのか確信が持てないでいます。是非ともご教授下さい。   よしと 


「作り方」・「作成実習」の補修について-2               4/3

 

 「作り方」及び「作成実習」の補修を完了しましたが、補修ミスなどがありましたらご連絡下さい。  よしと


「作り方」・「作成実習」の補修について-1               4/2

 

 「作り方」及び「作成実習」で画像の不備が発生しました。原因はphysicalsimulationサイトと重複していたアルカス植物図鑑サイト内の当該ページを削除したことによるものと推測されます。

 「作り方」は4月2日に修復を終えましたが「作成実習」は明日修復する予定です。 

 ご迷惑をおかけしました。                 よしと


空飛ぶスプレーカンのルーツ検証   3/5

 

 近くの公園に落下してくるスプレーカンはいつも同じ場所に落下していることから、放物線を描いて落下して来ると仮定しその放物線の頂点の位置を検証するためのシミュレーションをつくってみました。

 距離は地図から算出し、ビル1階の高さは約3mと仮定して表現しています。頂点通過のスピードは分かり易くするために人が投げたとした時の時速で表示しています。

 落下物が飛び散ったり破損している様子などからある程度推測できるかもしれませんが正しいとは限りません。真実は飛んできたスプレーカンのみが知っていますのでこの点十分にご配慮下さい。単なる暇つぶしで作ってみたものです。 DownLoadはここ


実習5をUPしました。     2/21

 

 長い間放置していた実習5がやっと出来上がりました。

 50☓50の2500個の座標Dataをグラフ上に点で表現しそれを数式に従って一斉に動かすものです。

大量の座標Dataを作成する方法や、その扱いについて学ぶためのTextです。

 また、縦波の表現方法についての理解にも役立つでしょう。

                     よしと


連続・特性X線(156)            2/8

 

 センターの第6問目に珍しくX線が取り上げられていました。

 高校物理ではX線の最短波長の式以外ほとんど扱う事は無くシミュレーション向きではないので扱わなかったが、今回「連続X線」「特性X線」「制動放射」などの意味合いを理解できるようアニメ―ション風に作ってみました。

 また、良く見かける「照度分布のグラフ」も取り上げてみました。ただし分布グラフは正確ではなく似せたものを使いました。ターゲットの種類による特性X線の位置は概ね実際と合うように調整してみました。    1h程度の授業時間の分野なので時間内での利用は難しいかも知れませんが機会があったら使ってみて下さい。156作品目     よしと


釘に引っかかる重り(155-2)      2/04

 

 糸放物運動中の糸にたるみを加えてよりリアルに見えるよう修正したものUP!。



釘に引っかかる重り(155-2)      2/03

 

 釘の真下より右側に落点がある場合の最終位置の表現 を修正したものUP!。


釘に引っかかる重り(155)      2/02

 放物運動した場合のその後の運動について作り足しました。

 切り替えが超複雑になって、老人の頭ではここまでが限界の様です。

 複雑かつ積分法なので誤差があり切り替わるときの滑らかさが一部失われることがありますし、釘の真下より右側に落点がある場合の最終位置の表現間違っていますが概ね良い出来だと思います。★★★   よしと


2019センター第4問ーB
2019センター第4問ーB

釘に引っかかる重り(155)      2/01

 

 2019センターの第4問Bをヒントに、太さの無視できる釘に絡む重りの動きを再現してみました。

 この動きは時間関数にするのが難しく、積分法を使いそれを微調整して再現してあるので、Δtを大きくしすぎるとずれも大きくなってきますがイメージ的には概ね表現でていると思います。

 釘の位置を変えることによって釘を中心に円運動したり、途中で糸がたるみ斜方投射運動に変わったりしますので運動の切り替えスイッチがかなり複雑になっています。途中で斜方投射になった重りは糸が釘からの半径R2になったところまで落ちると糸がピンと張り釘を中心に単振動し始めるはずですが、そこから先は未完成です。糸がピンと張ったところで止まります。他方、円運動する場合はそのまま円運動を続けしばらくして自動で止まります。ぜひ試してみて下さい。(追記:2/02版に入れ替えてあります。)  よしと


センター入試第2問ーA
センター入試第2問ーA

イオード(154)       1/25

 

 センター入試の第2問Aの「ダイオード」を可視化しました。

ダイオードの整流作用については電場とコンデンサーの11.整流とCおよびLの平滑回路(85)で扱っていますがダイオードの基本部分は扱っていませんでした。今回のセンターではこの部分が取り上げられていたので今回これを可視化してみました。

 基礎部分の理解の手助けになるものと思います。並列接続のときの電流の合成について理解しやすいとおもいます。   よしと           


センター入試第4問ーA
センター入試第4問ーA

電車のつり革(153-0)    1/23

 

 力学Ⅰの基礎の部分の学習の補助教材にと作ってみました。

等加速度運動だけでなく加速度を変化させた時(自動車のアクセルやブレーキを徐々に変化させたりした時の運動の様子をυーtやχーtグラフ化します。

 また、慣性系と非慣性系についても考察できるよう、力ベクトルも表示されています。画面はアナログ変化させた時のものです。

 なぜもっと早く基礎部分の視覚教材を作らなかったのか反省しています。

 センターの問題で気付かされました。 正式に本日UPしました。      よしと


2019センター物理第4問
2019センター物理第4問

センター物理第4問目(電車のつり革153-0)     

              1/22

  先日のセンター試験の物理の第4問はありきたりの問題ですが、よく考えてみたらこれを具現化していないことに気付きました。どうも目新しさのみを追求して足元を軽視していたようです。

 早速昨夜から作り始めてみました。加速度は自動車のようにアナログ的に変化させる場合と、電車のようにデジタル式に変化させる場合が切り替えられ、その時作用する力ベクトルの変化して行く様子やυーt、χーtグラフの変化が同時に観察できる仕様にしてみました。本格UPは2~3日後になりますが、試作中のものを紹介します。画面をクリックして使ってみて下さい。ご意見おまちしています。    よしと


CDと携帯で部分日食を撮った!2019.1.6
CDと携帯で部分日食を撮った!2019.1.6

CDと携帯で日食を撮った! 1/6

 

 午前中は部分日食の見える日でしたので、携帯で撮影することにチャレンジしてみました。

 CDを通して肉眼で見る太陽は上部が月で欠けていく部分日食がきれいに見えました。

 さっそく携帯のレンズにCDを当てて撮影してみましたが欠けている様子は移りません。そこでCDとレンズをほんの少し離したところCDによる「光の干渉」で出来る1次画像2次画像が見えました。1次画像はクッキリと部分的に欠けている様子が確認できますが2次画像もぼんやり確認できる程度に写っていました。中心画像はハレーションを起こして見えません。              よしと


Yahoo!マイボックスへのリンクの付け替えはようやく終了しました。  12/31

 

 GoogleからYahoo!へのリンクの張り替えは全部で650か所くらいでしたがPDFも含め昨夜終了しました。

 ジオシティーのとき同様比較的スムーズにDownLoadできるようになりました。ご利用ください。なお、気付かないリンクでまだGoogleのままのものが有ったらご面倒でもご一報ください。    よしと


Yahoo!のDownLoad画面
Yahoo!のDownLoad画面

Yahoo!マイボックスに変えました。 12/29

 

 シミュレーションのExcelファイルはGoogleドライブに保管しそこからDownLoad出来るようになっていましたが、プレビュー画面が出て次にDownLoadするプロセスに時間がかかり不評でした。

 そこで、本日からもう少し使い勝手の良い「Yahoo!マイボックス」を利用させてもらうことにしました。リンク作業は全部で2日ほどかかるので植物図鑑内のシミュレーション紹介ページはまだ書き換えていません明日以降です。 Googleより速く快適にDownLoadできます。   秋にGoogleに変えたばかりですがご容赦ください。             よしと


152 太陽炉の反射鏡
152作品目 太陽炉の反射鏡

太陽炉の反射炉(152)をUPします。    12/25

 

 今朝、試作品を見ていて重大なミスに気付きました。太陽が西から登っているのです。急いで修正し本日UPします。ただし、黄道設定は単純にしてあるので実際のものではありません。手を加え実際の黄道に修正することはできますが面倒くさくなってやめました。後日修正しようかなと思っています。また、鏡の角度についてもう調整が必要とも考えています。

 この作品は時間がかかっています。鏡の角度でその時の反射光の様子や鏡の角度調整プロセスがわかるようにしたり手の込んだ作品です。ぜひ試してみて下さい。   よしと


回転座標の考え方(回転座標を駆使した4作品)        12/21

 

 作品のDownLoad数の中で1位は多分「Timerの基礎」あたりで、2番目が「回転座標」だと推測しています。

 この「回転座標」、数学的には理解していても実際使用するのはまれで、私の作品でも3次元空間の表現のための「俯瞰的表現」に利用するくらいでその他ではあまり利用してきませんでした。

 そこで、今回は太陽光が平面に入射する角度を考えることを通しそれを利用する「太陽光パネル」「太陽炉の反射鏡」の傾角をどのように考えたら良いか。またバネルや鏡をどの向きにどのように傾けて行ったらよいかをテーマとし、回転座標表現の本格的な利用方法について約1ケ月ほど取り組んでみました。

 

 まず最初に作ってみたのが、天球上の太陽の動きを再現した「天球上の太陽の動き(149)で、これは緯度や季節により黄道がどのように変化した行くかを理解するためのもので作成は比較的簡単で俯瞰表現にのみ回転座標を利用したものです。

 

 次に地上に置かれた平面パネルに当たる太陽光の面に対する入射角度をテーマに、南北方向に傾けたパネル傾角によってパネルが受けるエネルギー量はどのように変化していくのかをみる2作品です。「太陽光パネルの最適傾角(150)「自動追尾型太陽パネル(151)です。水平に置かれたパネルへの入射角は簡単に考えられるのにパネルが傾いている場合の面に対する入射角を想像することは結構難しいものです。その難しさは多くの人は水平面を基準に考えているからです。パネル面を基準に考えればその分太陽高度が上がったと考えることで簡単に処理できる問題なのですがなかなかきづけません。そう考えればパネルを南北方向に傾けた角度分だけ太陽の位置を逆方向に回転させ変換すれれば済む事と理解できます。空間座標を考えるときは天動説か地動説かのような発想の転換が必要になります。

 

 最後に「太陽炉の反射鏡」(作成途中版)ですが、これが一番時間がかかり現在も修正中の作品です。常に太陽炉に太陽光が当たるよう鏡をどのようにコントロールするか。色々考えましたが最終的に、太陽と鏡と太陽炉の作る三角面を太陽炉と中心を結ぶ直線周りに回転させ面を垂直にするプロセスを考えることで鏡の回転方向と回転角度を決めるという方法です。この作品では鏡の面を基準に、太陽の位置をx軸まわりとz軸周りの2段階の座標回転を行うことで必要な回転角度を算出する方法をとっています。(数学力がないので高校レベルでの挑戦である。数学力のある人にとってはたやすいかもしれないが・・・)

 いずれも高校レベルの数学力で作成できる作品なので高校生にも理解できる内容に仕上がったと思います。ただやってみて、空間を考えるには少々歳をとりすぎているのではないかと思いました。何しろ思考Speedが遅い!

 

 今日現在「太陽炉の鏡」は太陽や垂線の表現に不具合等がありUPしていませんが基本部分はほぼ完成しているようです。完成し次第UPする予定です。回転を考える方のヒントになればと思いつつ・・・・ 2018.12.21記  よしと


自動追尾型太陽パネル(151)    12/18

Automatic tracking type solar panel

 

 前作に太陽を自動追尾し太陽光がパネルに常に垂直に入射するようにする場合のパネルの水平角と方位をどのような角度にすればよいのかのDATAを取得できるようにな機能を追加し、実際に追尾する様子を再現してみた。

 このDataを再現する装置を作れば、太陽の照射エネルギーを100%利用できることになります。

NO151   通称ひげおやじいこと    よしと

 


太陽パネルの最適角度(150)とは    12/16

 

 設置されている太陽光パネルはいずれも南に傾けられ年間を通して固定されているようですが緯度によるこの最適傾角が何度なのかを検索できるだけでなく、月毎の最適角も検索できるので月ごとに傾角を変えて行けばかなりの発電効率UPに繋がります。さらに日毎時刻毎こまめに変更できる自動追尾型にすればもっともっと効率がUPしますが経費の面で実用的ではありません。

 太陽光パネルを買えない小生には実証できません。

 なお、このシミュレーションは太陽が等速円運動していると仮定して作成してありますのご注意ください。NO150 

               通称ひげおやじこと  よしと


太陽の動き       12/14

 

 緯度や月による太陽の動きの違いや太陽エネルギーのの変化をシミュレートできるようつくりました。

 北極の白夜、北極線上や北回帰線上での夏至の太陽の様子、赤道での太陽の動き、東京での季節ごと時刻ごとの太陽の様子日ノ出日の入り時刻等々がシミュレートできます。いずれも近似値ですが目安には使えます。

 小学校や中学校での説明にも使用できそうです。

使ってみて下さい。正式UPは明日以降行う予定です

 


円・二次関数曲面の焦点 Excel
円・二次関数曲面の焦点

円・二次関数曲面(148-0)の焦点とは?   12/1

 

 凹面鏡や凸面鏡の焦点は≒曲率半径の1/2としてその焦点は実際にはどのようなものかについて高校の物理では深入りしていません。それよりむしろ焦点を使った光線の作図はどのように行うのかに重点が置かれています。

 斜めから入る平行光線はいつも焦点と称される点に収束するよう作図してあります。

 ここでは、反射の法則のみを使用して実際にはどのように反射しているのかを見ることができます。

 本日149作品としてUPしてみます。ご意見お寄せください。       よしと


球・放物曲面鏡
球・放物曲面鏡

球状・放物状曲面鏡(148-3)       11/29

 

 円と放物線の曲面の鏡に当る平行光線の反射の様子を、反射の法則のみを使って再現してみた。

 焦点と呼ばれている平行光線の光束の終結点は入射方向や曲率によりどのように変化していくのかを知りたかったのでつくってみた。

 高校物理の授業ではf=曲率半径/2などと当たり前のように使っていますがその点本当に平行光線は終結するでしょうか。どの程度の≒なのか。

 まだ、本格的にUPしません。 ご意見よろしく!

            よしと


放物線凹凸面鏡(148-2)
二次曲面鏡への斜めからの光線

放物線凹凸面鏡(148-2)    11/27

 

 2次曲面鏡に正面から平行光線を当てた時の様子は前回再現したが、今回は斜め方向から当てた時の様子を再現してみることにした。焦点を持った凹面鏡では1点に収束するよう作図するが、二次曲面の凹面鏡では実際どうなのかを確かめたくて始めた。

 この結果が正しいかどうかは確証が持てていないが、反射の法則だけで作図するとこうなってしまう。

 このアプリも前作同様現段階ではHPのMainへの掲載はしていません。ご意見あればよろしく!

            よしと  


凹凸面鏡
凹凸面鏡

凹面鏡・凸面鏡(148)     11/25

 

 二次曲線(y=ax^2)の凹凸面鏡に当る平行光線が焦点を作る様子を反射の法則だけで試作してみた。

 aを操作し曲率を変えることが出来るとともに、凹凸両鏡に切替が出来る。

 この手法で半球鏡等他の形状についても検討し改良してみようと思っていますが面白さには欠けます。

 ただこのシミュレーションでは反射により波面の形が変わっていく様子が確認でき面白いところもある。これは水面波の反射波面が変わる様子と同じだと思います。

 完成するまではギャラリーや一覧表への掲載は行ないません。今Upしているのは現在の作成途中のものです。

              よしと

 


部屋の中の反射音の様子(147)  11/23

 

 音源からの直接音と壁からの反射音によって干渉が起こるが、その時の空気の動きを再現してみた。壁の枚数が0~4枚の時の直接音と各壁からの1次反射音との干渉の違いを知ることができます。

 この干渉模様は位相は違いますが水面に板を置いた時の干渉は波紋とほぼ同じです。水面波の時は位相差0にすれば良いと思います。      よしと


ExcelのTimer 4種
新 TimerBase.XLsm

TimerBase.XLsmを修正  11/19

 

 今までは手動と自動と正確さを同時に追求していたので、TimerのVBA内が複雑になり理解しづらくなっていたことに気付き急ぎ整理し簡潔で理解しやすいよう整理してみました。

 気付いたのは実習7で生徒に自動Timerを作らせる方法を考えたときでした。それまでは「内容を説明しても生徒には理解できないだろう」と思い実習で扱うことは断念していました。でも理解しにくい「正確さ」の部分をCUtした簡潔なものならば出来ると思い実習7用に5段階に整理してみました。

 この中の2.「手動+自動(簡易型)」正確な時計のような正確な時刻を刻みませんがVBAの内容がシンプルで演示シミュレーション向きのTimerです。

 また、VBAの内容が少し複雑で理解しづらいかもしれませんが時計のような正確な時刻を刻むものとしては、5.「正確なTimer+手動」で非常に性能の良いTimerです。ぜひご活用ください。      よしと


VBAでTimerを作る。  11/18

 

 作業実習7をUPしました。

内容は、表題のようにコマンドボタンにVBAをリンクさせ最終的にはVBAの自動タイマーを作成するものです。

 生徒だけでなくVBAの使用経験のない人はこのマニュアルを見れば自作できるようになります。

 VBAの書き方や意味も含めて記述しています。

 約1時間程度の内容です。ご利用ください。 

 また、PC内蔵の時計から切り離したシンプルなTimerになっているので理解しやすいと思います。

         よしと


斜めドップラー効果Win10での検証結果     11/11

 

 10月31日段階では 斜めドップラー効果(84) のBeep音について、Win8やWin10での検証が出来ていませんでしたが、Win10を持っている方が検証して下さり、ちゃんとサイレン音が鳴ったとの連絡をいただきました。 よしと


音さまわりの空気(146) Excelシミュレーション
音さまわりの空気(146)

音叉周りの空気(146)  11/10

 

 すでに、音波ー10で「音波を見る(134)と言うシミュレーションを紹介していますが、今回は表示セル個数を増やし音叉の振動に伴う周りの空気の動きを再現してみました。

 音叉は4波源の干渉でしかも縦波なので結構調整に神経を使います。

 一応出来ましたが満足感はあまりありません。完全にコントロールしきれないところがあるからでしょう。でも今日公開します。147作品目として於きます。

             よしと


実習6マニュアル完成    11/09

 

 実習6の課題も書き上げました。

 生徒によってはちょっと難易度の高い部分もあるかもしれませんが。実習1~4で力が付いていれば時間をかければ出来ると思います。

 実習5は書き始めてはいますが構想が煮え切らず止まっています。近日中に仕上げようとはお思っています。

     よしと


実習6 バウンド作成マニュアル
  実習6マニュアルの一部

実習6マニュアルほぼ完成    11/08

 

 課題部分の記載が未だですが「投げ上げたボールが床でバウンドする様子を再現する」がほぼ完成しましたので公開します。

 これは、条件によって切り替えが必要なシミュレーション(例えば床でのバウンドなど)を作成する時に突き当たる問題ですが、これを1つのセル内の関数の中に組み込むとifがいくつも必要となり混乱するだけでなく修正できなくなってしまいます。

 こんなときどのようにしたら良いのかを体験してもらうために作成したものです。利用してみて下さい。

                 よしと

 


JimdoのWebサーバーに障害が発生            11/01

 

 本日AM11:00頃~16:00頃まで「高校物理シミュレーション」にはアクセスできない状態が続きました。海外では「メンテナンス中」と表示されていた様ですが日本では特にJimdoからは知らされていませんでいた。

 皆さんにはご迷惑をおかけしました。16時過ぎからは正常に接続されるようになりました。   よしと


斜めドップラー効果(84) Excel
斜めドップラー効果(84)

斜めドップラー効果修正!     10/31

 

 音波の5.「斜めドップラー効果」ファイルを修正しUPしました。

このファイルには「Beep」音を鳴らすVBAが組み込まれていますが、PCのOSがWindows7 では再現できず音が鳴らないようですし、このBeeP命令の音の長さで動きがコントロールされてしまい動きも非常にゆっくりになってしまうようです。

 PCのスピーカー設定が「サイレント」になっておらずボリュームも0でないにも関わらず、サイレン音を「ON」にしてもサイレン音が聞こえない場合はPC側でBeep命令が正常に履行されない状態なのでサイレンは「OFF」にして使用して下さい。XPやVistaでは音も出てスムーズに動きますが、私のWin7ではサイレンは鳴らず動きも非常に遅くなります。そんな時サイレンを「OFF」にすると速く動くようになります。Win8,10での検証は行っていませんので御容赦下さい。

貧乏なので古いWin7を貰い使い続けています。歳なので新しいPCはもう買って貰えそうにありません。笑!)   よしと


Excel物理シミュレーション
電流による磁力線ー3

「電流による磁力線」の改良版   10/28

 

 電流と磁界の1.「電流による磁力線」は積分法により作成してあるので、「渦巻き型」になってしまいます。それを改良し見やすくし、かつ、X線上の磁界の強さをグラフ化し同時に表示できるよう機能を追加しました。前作より見やすく説明に使うにはまあまあの出来かとおもいます。

 5000×38のセルに関数をいれ動いているので前作同様再計算に時間がかかるのでボタンへの反応はゆっくりです。ボタン操作はゆっくり行ってください。        よしと


転送を開始しました。   10/27

 

 本日から旧サイトへのアクセスは新サイトに転送されます。

旧高校物理シミュレーションはSEO対策もせず長年放置してきましたが、昨年SEO対策のまねごとをしてみたら多くの方に認知されるようになりました。

旧高校物理シミュレーションの内容は全て新高校物理シミュレーション(https://physicalsimulation.jimdofree.com/)に引き継ぎました。変わらぬご愛顧をお願いします。

なお、旧数理パズルはアルカス植物図鑑に設置されている「数理パズル紹介」ページに自動転送されますので、こちらも変わらぬご愛顧をおねがいします。        よしと


ごめんなさい!    10/25

 

 

 「電流と磁場」の1.電流の作る磁力線 をサイトからDownloadしてみたら、エラーメッセージが出て正常に起動しないことが分かりました。確認もせずUPして5~6年も経ちますが今日まで気付かず大変失礼しました。

 原因はBefor Open でした。このファイルは5160×30のセルに関数をを入れたままだと容量が大きすぎてUP出来なかったのでSaveする前にD関数を全て消して容量を小さくした物をUPし、Downloadして起動射せた時に再び5160×30のセルに関数を入れてるように設定していましたが、これが上手く機能しなくなったようです。(一度Saveしてそれを開けばOKだったのですが) 

 そこで、BeforOpenをCutして最初から正常に動くよう修正したものに置き換えました。ただ修正版は、起動させ最初「開始ボタン」を押して関数を書き込んでから始めなくてはなりません。早く気付かずごめんなさい! 


旧サイト閉鎖のお知らせ    10/18

 

 5~6年前に開設した「高校物理シミュレーション」サイト(http://1st.geocities.jp/meru2sei/)はYohoo!の都合により来年3月一杯で閉鎖されるそうです。

 

 サイトの内容は既に「アルカス植物図鑑」内にも有りますが、旧サイト風デザインのものをで急遽Jimdoで立ち上げました。新サイト名は「高校物理シミュレーション」https://physicalsimulation.jimdofree.com/)で同じですが、Yohoo!のサーバーの利用がStopしてしまうので、GoogleドライブからDownloadして頂かなければなりません。

 以前よりDownloadにひと手間かかりご不便をおかけしますが、ご理解ください。

 

 なお、本日以降作成したExcelファイルはGooglドライブにのみ保存しますので、旧サイトからはDownloadできなくなります。ご注意ください。

 また、旧サイトの更新も今日以降行いませんのでご了承ください。

 ここ1週間は新サイトの作成や既存サイトの修正、特にリンク☓146回の繰り返しは神経を使い疲れました。ちょっと作りすぎたようです。              よしと


必要サンプル数を求めるExcel  9/18

 

 

 母数に対し信頼度〇〇%で誤差範囲が△△%のDATAを取りたい場合サンプル数は最低幾つ必要なのかを知りたい時や、逆にサンプル抽出による調査結果の信頼度はどの程度のものかを知りたい時の為に必要サンプル数を求めるExcel(numberofsample)をつくりました。結構利用価値がありそうです。使ってみて下さい。


スーパーボール2種類試しました   9/10

 

 以前に近くのダイソーでスーパーボールを買って(画面左)試しましたが表面がザラザラに加工されており摩擦が低く、弾み具合は普通のボールとあまり変わりなくスーパーボール特有の面白い動きはしませんでした。

 今日は少し大きなダイソーへ行って昔ながらの表面が加工してない少し粘つくようなスーパーボール(画面右)を手に入れることが出来ました。

 家に帰り早速試したところ、作成したシミュレーションのような動きをしてくれました。うれしかった!   デイリーアルカスより    くだらない事で喜ぶ     ひげおやじ


衝突の地面から働く摩擦(水平方向の抗力)のメカニズムは?  9/4

 

 面に衝突する物体は垂直抗力Nの他に面方向に摩擦力(水平方向の抗力)?を受けており、この力により水平方向の速度が変化します。

 この水平方向に働く抗力RxはRx<mVx(1+e)/⊿tを超えない場合は摩擦力であり、超える場合は全てRx=mVx(1+e)/⊿tでVx ’ =eVxとなるというように2段階で考えるべきと考えました。この考え方について如何でしょう。私には衝突時の面からの力についての知識が全くなく、勝手に想像してみましたが、知ってみえる方は是非教えてください。     ひげおやじ


スーパーボールの再現(145)   8/28

 

 普通のボールを投げてバウンドする様子を再現する時、床との摩擦を考えると複雑になるので滑らかな床とのバウンドを再現することが多い。

 しかし、昔のスーパーボールは床に吸い付くような摩擦があり投げると行ったり来たりと予測不能な動きをする。回転を考慮しないででそれを再現できないかチャレンジしてみた。

衝突の瞬間何が起こっているのか勝手に仮説を立て作成しました。出来は★★


斜方投射バウンドごとの停止と再開 

               2018.8.22

 斜方投射バウンドごとに自動的に停止し、Start(再開)ボタンを押すと再び次の跳ね返りを行っていくというものが作れないかとの問い合わせがあり作成してみたものをUPしました。

 同じようなことを考えている方は参考にしてみて下さい。また、作り方 その4VBで自動タイマーを作る に条件により自動停止させる方法を追記しましたので参考にして下さい。DownLoad(request)


ビリヤード    6/30

 

 大きさのある2球の衝突は球の中心からどれだけずれるかによって衝突後の速さや方向が違ってきます。

 完全弾性衝突についてはエネルギーが保存され2球は直角の方向に跳んでいくので作成が簡単で既に力学2-15「大きさのある2球の衝突」(5)で紹介していますが、今回はe<1の場合についても対応できるようにしました。

 衝突時に力がどのように働くかや、e<1でのエネルギー変化などについての理解に大変役立つはずです。ぜひ利用してみて下さい。オススメです。出来は★★★と思っています。 Download(144)


偏光の回転   6/20

 

 光は進む方向に直角な方向に振動している「横波」と呼ばれる波ですが、完全偏光の振動方向を、進む方向の周りに回転させた時の波形を再現してみました。(正弦波)

 正弦波形を軸に沿ってねじてやるのです。

条件により画面のようにいろいろな3D(三次元)の波形を見せてくれます。できる幾何学模様の変化は結構面白いとおもいます。これが143作品目になります。 Download(143)    よしと


偏光     6/11

 

 偏光板2枚を使った「偏光」の説明用に作成したものです。

 偏光板1を適当に回して偏光を作り、偏光板2回しその通過条件を確認するだけのものです。作るのにはそれなりの手間がいりますが、利用価値があまり高くないかもしれません。

 ここでは振動方向が4種類の光を使いましたが、位相の揃った振動方向が無限の光が回転する偏光板を通過すると「ねじれた偏光」が作られるのかな?と思い、試作する過程で生まれた作品で、これはこれで少しは利用価値があるのかな?と思い142本目の作品としてUPしました。 Download(142)


直線・円偏光さらに見やすく    6/8

 

 6/6作品はーZ方向に定点を27か所設定しその点でのEベクトルを直線で表現し振動面を表現してみたが、まばら過ぎて螺旋状の面が十分浮き出てこなかったので定点を81ヶ所に増やしてみたところ面が浮かび上がってきた。少々面倒くさく時間がかかったが、動きにはあまり影響しない範囲で行えた。出来は★★★★

 E,Ex,Ey,ベクトル軌跡などのON/OFFボタンや見る角度を変えて楽しんで下さい。 Download(141)


直線・円偏光(波)完成    6/6

 

 ーZ方向に進、偏光がZ軸上の定点(Z=0)における電界Eベクトルの先端の動きはそのx、y成分ExとEyの位相差δによって変わってくる。

 δ=0の時は直線上を単振動し振動面はZ軸上に平面として広がっており、それ以外では振動面が螺旋状になってZ軸上に展開している。(δ=±90°の時等速円運動し、それ以外は楕円上を運動する)

 そのようすを三次元表現してみた。2日かかったが、よくできている思う。Excelは表計ソフトなので「面」と言う概念を持ち合わせていない。三次元表現には自ずから限界がある。出来は★★


直線・円偏光(波)        6/5

 

 メールがきっかけで作り始めた作品。

Z方向に進む偏光の電界ベクトルEのX、y成分Ex、Eyの位相のズレδによりZ軸上の定点のEベクトルの先端は色々な動きをします。その軌跡は、δ=0では直線、δ=45°では円、それ以外では楕円となります。δ>0ではその振動面はZ軸に沿ってねじれ螺旋状のはずですが、その表現はまだできていません。まずは使ってみて下さい。 


複数波源からの合成波形   5/17 

 

 3波源から振動数の異なる正弦波が出ている時、2ケ所の観測点を通過する合成波は異なった波形となる。

 3本の同じ振動数の音叉に、それぞれクリップ0、1、2個を咬ませ、少し離れた場所で同時に鳴らし、それを離れた場所でマイクに採りオシロスコープで見るとこうなるはずだと思い作ってみました。しかし、現場を離れており実験で確かめることが出来ないので確証はありません

 もし間違っていたら連絡ください。

 頂いたメールにヒントをもらい作ってみたもので、140作品目になります。 Download(140)


自動Timerを作動しても動かない時   5/1

 

 「Start」ボタンを押し自動Timerを作動させた時、カウンターは動いているのにシミュレーション画像が動かないことがあります。

 原因はTimerのLoopにDoeventがうまく割り込めないことによるのではないかと推察しています。

 ダウンロード直後に発生することがあるようですが、一度上書き保存すれば次からは正常に作動するはずです。

 確実に作動するようにするためには、[開発]→[VisualVasic」でVBエディタを開き 画面のようにTimer部分のLoop内に

Range("A1").select の一文を書き加えればよいはずです。


 以下の~2019年1月分は 2019/1/15に  「物理お知らせアーカイブス」へ移動しました。

 

京大入試問題に思う。    ・・・・・・・・2/2

 ’17京大物理Ⅲ(4)の検証   ・・・・・2/6

一応作ってみました。   ・・・・・・2/7 

 ’17京大物理Ⅲ(4)の検証   その2・・2/10

分野別作成ソフト数 ・・・・・・・・・2/11

音波の空気を見よう    ・・・・・・2/12

シミュレーション作成実習4をuP! ・・2/15

富嶽三十六景を作りたくて  ・・・・・2/17

ただなんとなく作ってみました。 ・・・2/23

箱の中で弾むボール ・・・・・・・・・2/25

床に弾むボール  ・・・・・・・・・・2/28

強制終了の方法について   ・・・・・3/21

惑星との合・衝     ・・・・・・・4/16

幾何学模様      ・・・・・・・・4/25 


上記以前の「物理お知らせ」は、ここ

  最近、アイディアが枯渇しました。ご意見等をお聞かせ下さい。(匿名OK)<意見送るよ!>