物理の計算ツール｜力学・電気回路・熱力学・流体
等加速度運動・単振動、オームの法則・RLC交流インピーダンス、熱機関効率、ベルヌーイの定理・管路流速まで目的から選べます。単位系と理想モデルの前提を確認し、ツールと例題へ進めます。
何を求めたい？ 入力からツールを選ぶ
表は横にスクロールできます。
| 目的・ツール | 必要な入力 | 結果の確認 |
|---|---|---|
| 等加速度直線運動の速度・変位 → | 初速度 v₀・加速度 a・時間 t・単位 | 正の向きの定義と、移動距離・変位の違い |
| 電圧 V・電流 I・抵抗 R・消費電力 P → | V, I, R, P のうち既知の2項目 | mA・kΩのSI単位換算と P = VI = I²R の一致 |
| RLC直列・並列回路のインピーダンスと共振周波数 → | 抵抗 R・インダクタンス L・静電容量 C・周波数 f | 誘導性/容量性の位相符号と共振条件 X_L = X_C |
| 熱効率 η・カルノー効率上限・冷凍機 COP → | 高温・低温熱源温度と入熱 Q_H・仕事 W | 絶対温度 K への換算とエネルギー保存 Q_H = W + Q_C |
| ベルヌーイの定理と連続の式による流速・圧力差 → | 流体密度 ρ・管内径・流速・圧力・高低差 h | ゲージ圧/絶対圧の基準と非粘性・定常流の仮定 |
| ばね振り子・単振り子の周期 T と力学的エネルギー → | 質量 m・ばね定数 k（または糸の長さ L）・振幅 A | 角振動数 ω = √(k/m) と微小角近似の適用範囲 |
正の向き、温度のKと℃、エネルギーJと仕事率W、周波数Hzと角周波数ω=2πfを先にそろえます。摩擦や配管損失など、理想モデルに含まれない作用を結果から推測しないでください。
物理のツール 18件
等加速度運動
初速度・一定の加速度・時間から速度と変位を計算。m/s・km/h、秒・分の単位換算と途中式を確認できます。
有効数字の計算
測定値の有効数字の桁数を判定し、指定した桁数への丸めと、乗除・加減のルールに従った計算ができます。四捨五入とJIS Z 8401の偶数丸めを切り替えられ、科学表記も併記します。
合成抵抗計算
直列・並列接続された抵抗の合成抵抗を、代入過程つきで計算します。2〜4個の抵抗に対応し、並列2個では別式 R₁R₂÷(R₁+R₂) との一致も確認できます。物理の電気回路の学習に役立ちます。
半減期計算
放射性同位体や薬物の半減期から、経過時間あとの残存量を N = N₀ × (1/2)^(t/T) で計算します。炭素14年代測定（5730年）や薬の代謝などの例題つき。残存割合・経過半減期数・崩壊定数 λ も表示します。
オームの法則計算
電圧 V・電流 I・抵抗 R・電力 P のうち2つを入力すると、残りの2つを V = IR と P = VI から計算します。6通りの組合せすべてに対応し、公式への代入過程つき。合成抵抗ツールと組み合わせて回路計算に使えます。
斜方投射・放物運動の計算
初速度・投射角度・初期高さ・重力加速度から、斜方投射・水平投射の最高到達点、滞空時間、水平到達距離、着地速度を計算。SVGの軌道グラフ、途中式、指定時刻の位置・速度追跡までブラウザ上で確認できます。
熱量・比熱の計算
Q = mcΔTの熱量計算、熱容量Q = CΔT、2つの物体の熱平衡（混合後の温度）、状態変化の潜熱Q = mLに対応。J・kJ・cal・kcal、g・kgの単位換算と途中式、吸熱・放熱の判定を表示します。
圧力・水圧・浮力の計算
p = F ÷ S の圧力、p = ρgh の水圧、F = ρVg の浮力（アルキメデスの原理）を計算。N・g・kg、cm²・m²、Pa・hPa・kPa、g/cm³・kg/m³、cm³・m³・Lの単位換算と途中式、大気圧を含む全圧、物体の浮き沈みの判定まで表示します。
ドップラー効果の計算
音源や観測者の移動によるドップラー効果の周波数・波長・音高変化を計算。気温による音速（V = 331.5 + 0.6t）や風速の補正、壁での反射音とうなり（ビート）、周波数からの速度逆算まで途中式・符号の根拠つきで確認できます。
レンズの公式と結像計算
凸レンズ・凹レンズの結像位置（像距離 b）、実像・虚像、正立・倒立、倍率 m をレンズの公式（1/a + 1/b = 1/f）と光路図で計算。眼鏡の度数（ディオプター D = 100/f）や2枚の合成レンズにも対応します。
スネルの法則・屈折率・臨界角計算
スネルの法則（屈折の法則: n₁ sin θ₁ = n₂ sin θ₂）による屈折角・反射角・相対屈折率・光速比・波長比を計算。全反射（TIR）の判定と臨界角（θc）、水深からのスネルの窓、光ファイバーの開口数（NA）と受光角まで動的光路図つきで確認できます。
光の干渉・回折計算（ヤングの実験・回折格子・薄膜干渉）
ヤングの二重スリット実験（明線間隔・経路差・強度プロファイル）、回折格子（格子定数・回折角・最大次数・角分散）、薄膜干渉（反射光の位相逆転・可視光干渉色・反射防止膜）を波長に応じた可視光カラーと動的シミュレーターつきで計算します。
単振動・振り子計算（単振り子・ばね振り子・力学的エネルギー）
単振り子（周期 T = 2π√(L/g)・大振幅ボルダ補正・重力加速度 g の逆算）、ばね振り子（直列・並列合成ばね定数・鉛直つりあいの伸び）、単振動の一般解（変位・速度・加速度の位相波形と力学的エネルギー保存）をリアルタイムシミュレーションつきで計算します。
誤差伝播計算
測定値とその誤差から、式で計算した結果の誤差を求めます。偏微分で各測定の寄与を表示し、二乗和と最大誤差、有効数字に合わせた「値 ± 誤差」の表記まで確認できます。
RLC回路・インピーダンス・共振周波数計算
直列・並列RLC回路の合成インピーダンスZ、位相角θ、共振周波数f₀、Q値（鋭さ）、回路電流、および各素子（R・L・C）の電圧降下を計算。ベクトル図（フェーザ図）と共振曲線の可視化、同調LC逆算に対応。
円運動・向心力・遠心力計算
等速円運動の角速度ω・周期T・回転数rpm・接線速度v・向心加速度・向心力/遠心力Fを計算。遠心分離機RCF(×g)換算、カーブ旋回バンク角、鉛直円運動の最高点張力と1回転条件をシミュレーション。
流体力学・ベルヌーイの定理・ベンチュリ管計算
ベルヌーイの定理と連続の式に基づき、配管の流速・動圧・圧力変化・全水頭を計算。ベンチュリ管・ピトー管の差圧流量計、オリフィスのトリチェリの定理（流出速度・水槽排水時間）を扱う学習用の理想流体モデルです。
熱機関・カルノーサイクル・熱効率・COP計算
カルノーサイクルの理論最大熱効率（η = 1 - TC/TH）、実熱機関の仕事・排熱・第2法則検証（エントロピー生成）、オットー・ディーゼル空気標準サイクル、ヒートポンプ・冷凍機のCOP（成績係数）を連立計算。絶対温度ケルビン換算とエネルギー流サンキー図解を備えた熱力学解析ツールです。
例題と使い方を読む
ガイド誤差伝播の法則と計算手順｜実験レポートでの偏微分・二乗和と丸め方
実験レポートや論文で必須となる誤差伝播の法則（不確かさの合成）を、加減乗除・べき乗の基本公式から偏微分による一般式、二乗和（独立な誤差）と最大誤差の使い分け、GUM準拠の丸めルール（有効数字）まで手計算例と途中式つきで詳しく解説します。
ガイド有効数字の桁数の数え方と計算ルール｜丸め方の使い分け
有効数字の桁数の数え方と、乗除・加減の計算ルールを解説します。0の扱い、四捨五入とJIS Z 8401の偶数丸めの違い、途中で丸めない理由を、具体例と手計算で確認。無料ツールでの検算手順や、よくある間違いもまとめました。
ガイド単振動と振り子の周期計算｜単振り子・ばね振り子・力学的エネルギー
単振り子の周期公式 T = 2π√(L/g) と有限振幅ボルダ補正、実験周期からの重力加速度 g 逆算、ばね振り子の直列・並列合成ばね定数、鉛直つりあいの伸び、単振動の変位・速度・加速度の位相差（90°/180°）と力学的エネルギー保存まで徹底解説。
ガイドオームの法則の計算方法｜電圧・電流・抵抗・電力の求め方
オームの法則 V = IR の使い方を、代入過程つきの例題と比較表・グラフで解説します。電流・電圧・抵抗の求め方、電力の3つの公式（P = VI・P = I²R・P = V²/R）の使い分け、LEDの制限抵抗計算までまとめました。
ガイド熱効率とカルノー効率の計算｜COP・温度・単位の使い分け
熱効率W/QHとカルノー効率1−TC/THを入力表で比較。560℃・25℃の例、kWとMW、COP暖房＝冷房＋1の成立条件、理想モデルの限界と無料ツールでの再現手順を解説します。
ガイドベルヌーイの定理の計算｜流速・圧力・流量と適用条件
連続の式とベルヌーイの定理を、管径100→50mmの例で計算。静圧183.16kPa、ベンチュリ流量、ピトー管の速度、タンク排水時間を、入力・単位・条件とともに検算します。
ガイド円運動・向心力・遠心力の計算公式｜角速度・遠心分離RCF・バンク角・鉛直ループ
等速円運動の基本公式（角速度ω・周期T・回転数rpm・接線速度v・向心加速度a・向心力F）、静止系と回転系の違い（向心力vs遠心力）、遠心分離機のrpmとRCF(×g)換算式、カーブの理想バンク角、鉛直ループの1回転条件（v₀ ≧ √(5gr)）と張力計算まで徹底解説。
ガイドドップラー効果の計算｜符号・反射音・音速の条件
音源や観測者が移動するときのドップラー効果の公式（f′ = f × (V ± vo)/(V ∓ vs)）の符号の覚え方、気温による音速（V = 331.5 + 0.6t）と風速の補正、壁に向かう音源での反射音とうなりの解法、観測周波数からの速度逆算まで具体例つきで解説します。
ガイド熱量と比熱の計算方法｜Q = mcΔT・熱平衡・潜熱の使い分け
熱量の計算を、Q = mcΔT（比熱）・Q = CΔT（熱容量）・熱平衡・Q = mL（潜熱）の使い分けから解説します。gとkg、Jとcal、Kと℃の単位換算、混合後の温度、氷の融解と水の蒸発の段階計算、よくある間違い、無料ツールでの検算までを具体例で確認できます。
ガイドRLC回路のインピーダンスと共振周波数の計算｜直列・並列・ベクトル図・Q値
直列・並列RLC回路の合成インピーダンス公式 Z = √(R² + (X_L - X_C)²)、共振周波数 f₀ = 1/(2π√LC)、共振時のQ値（尖鋭度）と素子電圧拡大（V_L = V_C = Q×V）、位相角・力率の進み遅れ、複素数インピーダンス・フェーザ図（ベクトル図）の作図法、実験レポートでの逆算・検算手順まで徹底解説。
ガイド凸レンズ・凹レンズの計算｜符号・倍率・光線図
レンズの公式（1/a + 1/b = 1/f）と倍率の公式（m = -b/a）の符号の決め方を徹底解説。凸レンズ・凹レンズの違い、焦点距離fの正負、実像・虚像（倒立・正立）の判定表、作図の3本光線、ルーペや焦点距離測定（共役点法・ベッセル法）の計算例まで網羅。
ガイド斜方投射と水平投射の求め方｜公式の使い分け・最高点・到達距離の計算
斜方投射と水平投射の計算は、水平方向の等速運動と鉛直方向の等加速度運動に分解するのが基本です。最高点・滞空時間・水平到達距離の公式、崖の上から投げる場合の二次方程式の解き方、45度で最大になる理由、エネルギー保存則での検算まで例題つきで解説します。
ガイドヤングの実験と回折格子｜干渉縞と格子間隔の計算
ヤングの二重スリット実験（明線間隔 Δx = Lλ/d）と回折格子方程式（d sin θ = mλ）の計算方法を徹底解説。経路差の幾何学的近似と二項展開による導出、明線・暗線の条件、ガラス板挿入による縞の移動、水中に沈めたときの変化、回折格子の最大次数 m_max の求め方まで網羅。
ガイド半減期の計算方法｜残量・経過時間・半減期を求める公式と例題を解説
半減期の公式 N = N₀ × (1/2)^(t/T) で、残りの量・経過時間・半減期を求める手順を例題で解説。炭素14（5,730年）やコバルト60の実例、log₂による逆算、e^(−t/T) との混同や平均寿命との違いなどの誤りも扱います。
ガイド合成抵抗の求め方｜直列・並列接続の計算を例題で解説
合成抵抗の求め方を、直列接続 R = R₁ + R₂ と並列接続 1/R = 1/R₁ + 1/R₂ の代入過程つきで解説します。2個の並列で使える別式 R₁R₂÷(R₁+R₂)、並列にすると小さくなる理由、混在回路への拡張まで、例題つきで初心者向けにまとめました。
よく使うツールは星ボタンで保存し、次回はマイツールから開けます。入力値は保存しません。 編集・確認方針