難関大レベルの単位と検算
旧帝大などの難関大の二次試験では、電荷や電流の線密度・面密度、単位長さあたりの量、エネルギー密度など、教科書ではあまり見かけない単位が出てきます。見慣れない単位こそ、言葉の意味から組み立てれば怖くありません。
難関大の問題で単位がとくに役立つ場面
・「長さあたり」「面積あたり」の量を、全体の量と取り違えていないか(N と n、F と など)
・点電荷・直線・平面で、距離 r の次数が変わる電場の式を混同していないか
・抵抗力の比例定数のように、「定数」にも単位があることを忘れていないか
・「長さあたり」「面積あたり」の量を、全体の量と取り違えていないか(N と n、F と など)
・点電荷・直線・平面で、距離 r の次数が変わる電場の式を混同していないか
・抵抗力の比例定数のように、「定数」にも単位があることを忘れていないか
力学
角加速度
1秒あたりに角速度がどれだけ変わるか。
慣性モーメント回転のさせにくさ。質量に、回転軸からの距離の2乗をかけたもの。
角運動量回転の勢い。回転軸からの距離と運動量の積。
粘性係数(粘度)流体のねばりけ。流れの速さの差に逆らう力の大きさを決める。
線密度(弦・ひも)長さ 1 m あたりの質量。
面密度面積 1 m² あたりの質量。
抵抗力の比例定数(速さに比例)速さ あたりの抵抗力。
抵抗力の比例定数(速さの2乗に比例)速さの2乗 あたりの抵抗力。
ヤング率単位面積あたりの力(応力)を、のびの割合(ひずみ)で割ったもの。
体積流量1秒あたりに流れる体積。
熱・気体
電磁気
電気伝導率
物質そのものの電流の流れやすさ。電場 あたりに流れる電流密度。
電流密度断面 1 m² あたりを流れる電流。
線電荷密度長さ 1 m あたりの電荷。
面電荷密度面積 1 m² あたりの電荷。
体積電荷密度体積 1 m³ あたりの電荷。
面電流密度(電流の線密度)電流の流れに垂直な幅 1 m あたりを流れる電流。
単位長さあたりの巻き数長さ 1 m あたりの巻き数。
電気双極子モーメント電荷の大きさと、2つの電荷の間の距離の積。
磁気モーメント電流と、その電流が囲む面積の積。
電場のエネルギー密度体積 1 m³ あたりに電場がたくわえているエネルギー。
磁場のエネルギー密度体積 1 m³ あたりに磁場がたくわえているエネルギー。
電束密度誘電率と電場の強さの積。
移動度電場 あたりに得られる平均の速さ。
ホール係数キャリアの数密度と電荷の積の逆数。
単位長さあたりの抵抗長さ 1 m あたりの抵抗。
単位長さあたりのインダクタンス長さ 1 m あたりの自己インダクタンス。
単位長さあたりの静電容量長さ 1 m あたりの静電容量。
単位長さあたりの力長さ 1 m あたりに働く力。
難関大レベルのミス例(テーマ別)
コイル・電磁誘導
難関大ソレノイドの磁場で全体の巻き数 N を使う
誤正
難関大ソレノイドの自己インダクタンスで n を2乗し忘れる
誤正
難関大RL回路の時定数で R と L を逆にする
誤正
難関大電気振動の周期で √ を分母に入れる
誤正