
  
■ジュール熱の式をオームの法則を使って変形
	
		
		
			 まずはジュール熱を式で表すのね。なんとなく覚えてるんだけど,文字がたくさん出てきたような気がする。
		 
	 
 
	
		
		
			 たくさんは出てこないよ。ただ,オームの法則を使って式を変形できるので,たくさんあったような気がするんじゃないかな?
		 
	 
 
	
		
		
			 確か基本は

だったと思うんだけど。
 
	 
 
	
		
		
			 そうだね。その式をオームの法則

を使って変形するよ。
 
	 
 

	
		
		
			 この問題では抵抗値

と,抵抗に流れる電流

が与えられているから,

が最初の選択肢ね。
 
	 
 
■単位がジュール:熱量,エネルギー,仕事
	
		
		
			 次の単位の問題が良く分からないわ。ジュール〔J〕をkg,m,sを用いて表すって,どういうこと?
		 
	 
 
	
		
		
			 本来は「次元」っていう考え方を使うんだけど,ある単位を別の単位で表そう,という考え方はよくあるんだよ。
		 
	 
 
	
		
		
			 今はジュールという単位をジュール熱という「熱量」の単位として使っているけど,他にもジュールが単位の物理量ってあるよね。
		 
	 
 
	
		
		
			 えっ,まだあるの?あとは・・・そういえば,仕事の単位もジュールだっけ?
		 
	 
 

	
		
		
			 この問いではジュールをkg,m,sで表したいから,力学の分野で考えるのが良さそうだよね。
		 
	 
 
	
		
		
			 まぁ,kg,m,sに熱量のイメージはないわね。エネルギーか,仕事を考えるってこと?
		 
	 
 
	
		
		
			 そうしよう。とりあえず,力学分野のエネルギーで思いつくのは何?
		 
	 
 
	
		
		
			 運動エネルギーの式と,それぞれの単位をまとめてみてくれる?
		 
	 
 


	
		
		
			 エネルギーじゃなくて,仕事でもいいのよね。仕事の単位もジュールだから。
		 
	 
 

	
		
		
			 力の単位がニュートン〔N〕だから,kg,m,sで表せないわよ。
		 
	 
 
	
		
		
			 力をkg,m,sで表すとすると,運動方程式ね。つまり,

だから,
 
	 
 

	
		
		
			 そうでしょ。これが物理の面白いところだね。それでは次,問4にいこう。
		 
	 
 
 

■まずは簡単な回路から
	
		
		
			 どちらの30

の抵抗に流れる電流を求めるんだけど,(a)の回路の方は簡単でしょ。
 
	 
 
	
		
		
			 2つの抵抗が直列に繋がっているので,合成抵抗は単純に足し算をして,40

よね。10Vの電圧がかかっているから,オームの法則

を使って,
 
	 
 
      
	
		
		
			 その通り!

=0.25Aだね。それじゃあ,(b)はどうなるだろう?
 
	 
 
■簡単そうで難しい?
	
		
		
			 こういうのはあんまり見たことがないので,難しいわ。とにかく,電池の正極から出た電流

は,30

の抵抗を通るわよね。そのあと2つに分かれるの?
 
	 
 

	
		
		
			 枝分かれしているから,そう考えるのが自然だね。枝分かれしているっていうことは,並列回路になっているということなんだよ。分かりやすく描くとこんな感じ。
		 
	 
 

	
		
		
			 普通,並列だと抵抗の比と逆の比で電流が流れるんだよね。例えば,下側に20

の抵抗を接続したとすると,
 
	 
 

	
		
		
			 そうだよね。だから,図に描くとこんな感じになるんだ。
		 
	 
 

	
		
		
			 そういうことだね。つまりすべての電流が下を流れるんだ。電流は上の抵抗を通らず回路をショートカットしているので,「回路をショートさせる」と言ったりするね。
		 
	 
 

	
		
		
			 つまり,30

の抵抗に10Vの電圧をかけたら,何Aの電流が流れるか?っていう問題になるのね。オームの法則

を使うと,
 
	 
 
      