物理計算ツール

E=mc2で任意の質量に秘められたエネルギーを計算するか、エネルギーから逆算します。ジュール、キロワット時、TNT換算トンを日常的な例に置き換えて表示し、反物質、核融合、核分裂の効率プリセットも用意しています。

フックの法則を使って、ばね定数、復元力、変位、蓄えられる弾性エネルギーを計算します。SI単位系、メートル法、ヤードポンド法に対応し、直列・並列ばね、振動周期、固有振動数も求められます。

ボア、ストローク、燃焼室容積、ヘッドガスケット、デッククリアランス、ピストンのドームまたはディッシュから静的圧縮比を計算します。排気量、掃気容積とクリアランス容積の内訳、必要なオクタン価も表示します。

ボア、ストローク、シリンダー数からエンジン排気量を計算します。結果をcc、リットル、立方インチで表示し、1気筒あたりの排気量、ボア/ストローク比をオーバースクエア、スクエア、アンダースクエアとして図解します。

駆動側と従動側の歯数からギア系の減速比、出力回転数、出力トルクを計算します。実際の比率で回転するギアのペアのアニメーション、簡略化した比率、機械的利得を表示します。

4つの等加速度直線運動の公式を使用して、一次元の運動問題を解きます。既知の3つの変数を入力すると、詳細なステップ解説と共に2つの未知数を算出します。

クーロンの法則で2つの点電荷間の静電気力を計算します。力、電荷、距離のいずれかを求め、電荷の単位と誘電体を選択、方向、電場、電位エネルギーも確認できます。

ケプラーの第三法則で惑星、衛星、人工衛星、恒星の公転周期を計算します。軌道長半径と中心天体の質量をAU、km、太陽質量、地球質量で入力すると、周期、平均軌道速度、軌道図が得られます。

スネルの法則を使って、屈折角、屈折率、全反射の臨界角、ブリュースター角を求めます。材料ライブラリから選ぶか独自の屈折率を入力すると、光線がアニメーションで表示されます。

音源が観測者に対して移動する際の観測周波数、波長の変化、音程の変化を計算します。古典的な音波と相対論的な光のドップラー効果、複数の媒質、ライブアニメーション、音のピッチプレビューに対応します。

τ = F × r × sin(θ)の式で、力、回転軸からの距離、角度からトルクを求めます。ほかの未知の値の逆算にも対応し、計算過程、単位換算、身近なトルクの例との比較を確認できます。

質量と速度、または運動エネルギーから相対論的運動量を用いて任意の粒子のドブロイ波長を計算します。実際の構造物と大きさを比較し、粒子が波として振る舞うか古典的に振る舞うかも示します。

取り付け高さと下向き照射角度からヘッドライトの光が届く距離を計算します。近端、ビーム中心、最大到達距離を側面図で表示し、グレア警告と制動距離の安全チェックも行います。

2つのプーリーの直径と中心間距離からベルトの長さを計算します。オープン駆動とクロス駆動の両方に対応し、正確な長さと実用上の長さ、各プーリーの巻き付け角、速度比、被動側の回転数も表示します。

流線に沿ったベルヌーイの式を、圧力・流速・高さのいずれについても解きます。段階的な解説、流線のアニメーション図、エネルギー勾配線のグラフを含み、水・空気・油などに対応しています。

流体の速度、代表長さ、密度、粘度からレイノルズ数を計算し、流れが層流・遷移・乱流のどれかを判定します。パイプ流、平板流、開水路流を選ぶと、それぞれに合った臨界しきい値が使われます。

薄レンズの式を解いて焦点距離、物体距離、像距離、倍率、像の高さを求めます。像が実像か虚像か、正立か倒立かを判定し、両方のレンズタイプについてリアルタイムの光線図を表示します。

ニュートンの万有引力の法則で2つの質量間の重力を計算します。質量または距離のどちらかを求め、グラムから太陽質量までの単位を選び、地球と月などのシナリオを読み込み、逆二乗の力の曲線を確認できます。

物体に加えられた仕事（W = Fd cosθ）と仕事率（P = W/t）を計算します。複数の単位、角度入力に対応し、エネルギーの比較を含むステップごとの解説を提供します。

重力による位置エネルギーPE=mgh、またはばねの弾性エネルギーPE=½kx²を計算します。複数の惑星の重力と単位換算に対応し、計算過程を確認できます。

車の停止距離を計算し、空走距離と制動距離に分けて表示します。乾いた路面、濡れた路面、積雪・凍結路面での違いを比較できます。停止までのアニメーションと、運転者の反応時間の設定例も用意しています。

波長または周波数から光子のエネルギーを計算します。ジュールと電子ボルトでのエネルギー、対応する周波数と波長、モルあたりのエネルギー、そしてその光子が電磁スペクトルのどこに位置するかがわかります。

ニュートンの運動の第2法則 F=ma を使用して、力、質量、または加速度を計算します。2つの値を入力して3つ目の値を算出し、単位換算や現実世界の力の比較も表示します。

速度の変化と時間、力と質量などから加速度を計算します。向心加速度や自由落下にも対応し、計算過程、重力加速度を基準とした比較、速度と時間のグラフを確認できます。

P=F/Aの式で、力と面積から圧力を求めます。Pa・kPa・bar・atm・psi・mmHgなどの単位に対応し、途中式、単位換算、身近な圧力との比較を確認できます。

質量と体積から密度を計算、または密度から質量や体積を求めます。複数の単位系に対応し、ステップごとの解説と材質比較機能も備えています。

ビオ・サバールの法則とアンペールの法則を用い、電流が作る磁場を計算します。無限に長い直線導線、円形コイル、有限長または理想的なソレノイドに対応し、強磁性体の芯を入れた場合も計算できます。

15種類の代表的な形状について、はり曲げに使う断面二次モーメントと回転運動に使う質量慣性モーメントの両方を計算します。単位を自由に切り替え、平行軸の偏心を追加でき、図心と断面係数も読み取れます。

単振り子の長さと重力加速度から周期を計算します。周期・長さ・振動数・重力のいずれかを求め、惑星ごとの重力をワンクリックで選択し、微小振幅近似と厳密な楕円積分の式を比較できます。

垂直抗力または質量と摩擦係数から静止摩擦力と動摩擦力を計算します。押す力を加えると物体が動かずに留まるか滑るか、その加速度、安息角まで確認できます。

発射角度と初速度から、投射体の到達距離、最大高度、飛行時間、および完全な軌道を計算します。カスタム重力、初期高度、およびアニメーションによる軌道可視化をサポートしています。

斜面上の物体にかかる力、加速度、摩擦を計算します。質量、角度、摩擦係数を入力すると、重力の分力、垂直抗力、静止・動摩擦力、滑るかどうかの判定が得られます。

任意の速度における相対論的時間の遅れ、ローレンツ因子、長さの収縮を計算します。速度を光速に対する割合、km/s、mphのいずれかで入力すると、動く時計がどれだけゆっくり進むか、2人の移動者の年齢差がどれだけ開くかが分かります。

てこ、滑車装置、斜面、歯車列の機械的利得を計算します。理論値と効率を考慮した実際値、荷重を動かすのに必要な力、距離とのトレードオフをアニメーション図とともに得られます。

Q = m × c × dTの式で、物質の温度を変えるのに必要な熱エネルギーを計算します。熱量、質量、比熱容量、最終温度のいずれかを求められ、内蔵の物質ライブラリとアニメーション温度計付きです。

F = mv2/r を向心力・質量・半径・速度のいずれについても解きます。線速度(m/s、km/h、mph)と角速度(rad/s、RPM、周期)を切り替えでき、Gフォース、周期、角速度、カーブに必要なタイヤのグリップも分かります。

標高や気圧から、クラウジウス・クラペイロンの式を使って水の沸点を計算します。途中式と、標高による沸点の変化を示すグラフを確認できます。

システム圧力、ボア径、ロッド径から油圧シリンダーの押し出し力と引き込み力を計算します。断面図、ピストン面積と環状面積、伸縮比、N・kN・lbf・kgfでの結果を表示します。

波の速さ・周波数・波長の関係式v = fλを使い、2つの値から残りの1つを求めます。周期、角周波数、波数、波の進み方のアニメーション、スペクトル帯域の判定も表示します。

アルキメデスの原理に基づいて浮力を計算し、物体が浮くか沈むかを判定します。流体の種類、体積、質量を入力すると、浮力、見かけの重さ、密度、水没している割合、タンク図での余裕浮力が分かります。

支える綱の本数から、滑車システムの機械的利得、必要な力、引くロープの長さを計算します。アニメーションのブロック・アンド・タックル図と、実際の摩擦を考慮したモデルも含まれます。

熱伝導・対流・放射によって単位時間あたりに移動する熱量を計算します。材質、面積、厚さ、温度から、熱流量（W）、熱流束、熱抵抗、総エネルギーを求めます。内蔵の物性データも利用できます。

温度変化によって生じる長さ、面積、体積の変化を計算します。材料を選ぶか独自の膨張係数を入力し、開始温度と終了温度を設定すると、膨張量、最終サイズ、ひずみ、図解が表示されます。

理想気体の状態方程式PV=nRTを用いて、圧力・体積・物質量・温度を求めます。複数の単位系と自動換算に対応し、計算過程を順に確認できます。

質量、抗力係数、断面積から物体の終端速度を計算します。スカイダイバー、雨粒、ボウリングの球、羽根から選び、空気・水・はちみつのいずれかの媒質を選ぶと、終端速度に達するまでの落下距離も分かります。

天体の質量と半径から脱出速度を計算します。地球・月・火星・木星・太陽・中性子星などを選ぶか、値を直接入力できます。結果をkm/s・mph・マッハで表示し、短距離選手の走る速さから光速まで、さまざまな速度と図で比較できます。

自由落下する物体の速度、落下距離、経過時間を計算します。複数の惑星の重力に対応し、運動のデータと計算過程を確認できます。

角速度をRPM、rad/s、deg/s、Hz、rev/s、回転周期の間で変換したり、線速度と半径から算出したりできます。任意の半径での接線速度と向心加速度も分かり、回転円盤のアニメーションが表示されます。

距離と時間から速度を計算します。平均速度、相対速度、角速度から線速度への変換、および m/s、km/h、mph、ft/s、ノット間の即時単位換算をサポートしています。

KE = ½mv² を使用して運動エネルギーを計算します。3つの値のうち2つを入力して残りの1つを求めます。複数の単位に対応し、ステップごとの解説と現実世界でのエネルギー比較を表示します。

線形運動量（p=mv）の計算、運動量保存則による弾性・非弾性衝突の分析、および力積の算出が可能です。衝突アニメーション付きのステップごとの解説を提供します。

1つまたは複数の点電荷から完全なベクトル重ね合わせで電場を計算します。平面上に最大6つの電荷を配置し、測定点を選ぶと成分、大きさ、方向、プローブ電荷にかかる力、電位を確認できます。

オームの法則とワットの法則を使用して、電圧、電流、抵抗、電力を計算します。2つの既知の値を入力するだけで、残りの2つの値を詳細な計算式とともに即座に算出します。

気温から空気中の音速を湿度補正込みで計算するほか、水、鋼鉄、ヘリウムなど数十種類の媒質での音速も調べられます。m/s、km/h、mph、ft/s、ノットに加え、マッハ1や雷までの距離も分かります。

トルクとRPMからエンジンの馬力を計算、または未知の数値を算出します。ヤード・ポンド法（lb-ft、HP）とメートル法（Nm、kW）の単位に対応し、ステップバイステップの解説と単位変換を提供します。