物理・基礎 戻る
物理・基礎

物理シミュレーター

単振り子・二重振り子・量子トンネル・フーリエ変換・ローレンツ方程式まで。高校物理から大学院物理まで、インタラクティブに学べる物理シミュレーター集。

39本のシミュレーター
シミュレーター集
3次元飛翔体運動シミュレーター(空気抵抗・マグナス効果)
3D Projectile Motion
3次元空間での飛翔体軌道を空気抵抗・マグナス効果込みでシミュレーション。砲弾・スポーツボールの弾道解析。
飛翔体マグナス効果3D空気抵抗
単振り子シミュレーター
Simple Pendulum
単振り子の周期・振幅・角速度をリアルタイムシミュレーション。小角度近似と厳密解の比較、減衰振り子にも対応。
単振り子周期振幅減衰
等速円運動シミュレーター
Circular Motion
等速円運動の向心加速度・遠心力・周期・角速度をリアルタイム計算。惑星の公転や車の旋回に応用。
円運動向心加速度遠心力角速度
ドップラー効果シミュレーター
Doppler Effect
音源・観測者の速度からドップラー効果による見かけの周波数変化を計算。救急車・音速の壁などの視覚化付き。
ドップラー効果周波数音源速度音速
理想気体の状態方程式 シミュレーター
Gas Laws
ボイル・シャルル・ゲイリュサックの法則と理想気体方程式PV=nRTを計算。P-V-T変化をグラフで可視化。
理想気体状態方程式P-V-Tボイルの法則
回折・ヤングの二重スリット干渉計算機
Diffraction & Interference
ヤングの二重スリット実験の干渉縞間隔・位置を計算。単スリット回折パターンと多スリット回折格子にも対応。
回折干渉二重スリット回折格子
薄レンズの公式・結像シミュレーター
Lens Optics
薄レンズの公式で物体距離・像距離・倍率を計算。凸レンズ・凹レンズの結像をリアルタイムに光線図で可視化。
レンズ薄レンズの公式結像倍率
スネルの法則・光の屈折シミュレーター
2つの媒質界面での光の屈折をスネルの法則で計算。入射角・屈折率から屈折角と全反射臨界角をインタラクティブ表示。
スネルの法則屈折全反射屈折率
斜面上の運動シミュレーター
Inclined Plane
摩擦のある斜面上の物体の加速度・摩擦力・垂直抗力を計算。静止・動摩擦係数による条件分岐とアニメーション表示。
斜面摩擦垂直抗力加速度
波の基本量ビジュアライザ(周波数・波長・波速)
Wave Basics
波の周波数・波長・波速・振幅の基本関係を可視化。横波・縦波の伝播アニメーションと重ね合わせ原理を表示。
周波数波長波速
弦の定常波・共鳴シミュレーター(固有振動・倍音)
Standing Wave String
両端固定弦の定常波モードと固有振動数を計算。n次倍音の波形をアニメーション表示し楽器弦の基礎を学ぶ。
定常波弦振動倍音固有振動数
二重振り子(カオス)シミュレーター
Double Pendulum
二重振り子のカオス的挙動をリアルタイムシミュレーション。初期条件の微小差が軌道に大きく影響する様子を可視化。
二重振り子カオス非線形リアプノフ指数
リサージュ図形・振動の合成シミュレーター
Lissajous
周波数比・位相差の異なる2つの振動を合成したリサージュ図形をリアルタイム描画。オシロスコープの原理を体験。
リサージュ図形振動合成位相差周波数比
光電効果・プランク定数計算機
Photoelectric Effect
光電効果による放出電子の最大運動エネルギーと停止電圧を計算。プランク定数hと仕事関数の関係を可視化。
光電効果プランク定数仕事関数量子
水素原子スペクトル・ボーアモデルシミュレーター
Hydrogen Atom
ボーアモデルで水素原子のエネルギー準位と吸収・放出スペクトル波長を計算。ライマン・バルマー系列を可視化。
水素原子ボーアモデルエネルギー準位スペクトル
箱の中の粒子(無限井戸型ポテンシャル)
Particle in Box
無限井戸型ポテンシャルの量子力学的解を計算。エネルギー固有値と波動関数ψ(x)を主量子数nで可視化。
量子力学無限井戸エネルギー固有値波動関数
放射性崩壊・半減期計算機
Radioactive Decay
放射性崩壊の指数減衰曲線と半減期を計算。連続崩壊(親→娘)のバトーマン方程式による核種組成時間発展も表示。
放射性崩壊半減期バトーマン方程式核種
軌道力学・ケプラー軌道シミュレーター
Orbital Mechanics
ケプラーの法則に基づく惑星・衛星の楕円軌道をシミュレーション。軌道要素から周期・速度・近遠点を計算。
ケプラー楕円軌道軌道力学周期
ロケット方程式・デルタV計算機
Rocket Equation
ツィオルコフスキーのロケット方程式でΔVと最終速度を計算。多段ロケットの分離最適化と軌道投入に必要なΔVを比較。
ロケット方程式ΔVツィオルコフスキー多段ロケット
ローレンツ力・荷電粒子の運動シミュレーター
Magnetic Force
一様磁場中の荷電粒子の円運動をローレンツ力でシミュレーション。サイクロトロン半径と回転周期をリアルタイム計算。
ローレンツ力荷電粒子磁場サイクロトロン
エネルギー保存則・力学的エネルギーシミュレーター
Energy Conservation
位置エネルギーと運動エネルギーの相互変換をアニメーションで可視化。斜面・振り子・ジェットコースターでの力学的エネルギー保存を体験。
エネルギー保存則位置エネルギー運動エネルギー力学的エネルギー
運動量保存則・衝突シミュレーター
Momentum Conservation
1次元・2次元の衝突における運動量保存則を計算。弾性・非弾性衝突での運動量とエネルギーの変化をアニメーション表示。
運動量保存衝突弾性衝突非弾性衝突
仕事・エネルギー定理・仕事率 シミュレーター
Work-Energy Theorem
力と変位から仕事を計算し運動エネルギーの変化との関係を可視化。仕事率(パワー)と効率の計算も対応。
仕事エネルギー定理仕事率パワー
室内音響・残響時間計算(ザビン式)
Room Acoustics
ザビン式・アイリング式で室内残響時間RT60を計算。室形状と吸音材配置から最適音響設計をサポート。
残響時間ザビン式室内音響吸音
音圧レベル・騒音計算(デシベル合成)
Sound Level
複数音源の音圧レベルをデシベル合成で計算。距離減衰・指向性・騒音規制基準との比較をリアルタイム表示。
音圧レベルデシベル騒音距離減衰
音響インピーダンス・反射・透過係数シミュレーター
Acoustic Impedance
2媒質界面での音波の反射係数・透過係数を音響インピーダンスから計算。超音波探傷・防音設計の基礎。
音響インピーダンス反射係数透過係数超音波
大気拡散・ガウス型拡散計算
Air Quality Dispersion (Gaussian)
ガウス型大気拡散モデルで煙突排煙の濃度分布を計算。風速・大気安定度・有効煙突高さによる着地濃度を等濃度線で可視化。
大気拡散ガウス拡散煙突着地濃度
血流動力学・血管流れ計算
Blood Flow Hemodynamics
ハーゲン-ポアズイユ流れとウォーメルスレー数による拍動血流の圧力損失・流速分布を計算。循環器系の生体流体力学解析。
血流ハーゲン-ポアズイユウォーメルスレー生体流体
骨折リスク評価(骨強度指標)
Bone Fracture Risk Assessment
骨密度・形状指標から骨強度を計算し骨折リスクを評価。FRAX相当の年齢・体重補正係数に基づくリスク指標を表示。
骨折リスク骨密度骨強度FRAX
電池・電気化学ポテンシャル計算
Cell Potential (Electrochemistry)
ネルンスト方程式で電気化学セルの起電力・活量・平衡電位を計算。温度・濃度・pH依存性を電位-pH図(プールベ図)で可視化。
起電力ネルンストプールベ図電気化学
CO₂排出量・カーボンフットプリント計算
CO₂ Emissions & Carbon Footprint
燃料消費・電力使用・輸送からのCO₂排出量をIPCCの排出係数で計算。カーボンフットプリントと削減ポテンシャルを可視化。
CO₂排出量カーボンフットプリント排出係数カーボンニュートラル
オフショアプラットフォーム荷重計算
Offshore Platform Load Analysis
モリソン方程式で海洋構造物に作用する波浪力・流力を計算。有義波高・流速・構造物形状から設計荷重を算出。
オフショアモリソン方程式波浪力海洋構造物
薬物動態・PK/PDモデル計算
Pharmacokinetics PK/PD Model
1コンパートメント・2コンパートメントモデルで薬物の血中濃度時間曲線を計算。AUC・半減期・クリアランスを可視化。
薬物動態PK/PD血中濃度AUC
量子トンネル効果計算
Quantum Tunneling Effect
矩形ポテンシャル障壁の透過確率をWKB近似・厳密解で計算。エネルギー・障壁高さ・幅による透過率変化をリアルタイム可視化。
量子トンネルWKB近似透過確率ポテンシャル障壁
放射線遮蔽計算
Radiation Shielding Calculator
γ線・X線の物質透過率・半価層・十価層を減弱係数から計算。複合遮蔽体の設計とBuild-up係数補正に対応。
放射線遮蔽半価層減弱係数Build-up係数
特殊相対性理論計算
Special Relativity Calculator
ローレンツ変換・時間の遅れ・長さの収縮・相対論的運動量・E=mc²をリアルタイム計算。速度パラメータβとγ因子の関係を可視化。
特殊相対性理論ローレンツ変換時間の遅れE=mc²
交通流理論・LOS計算
Traffic Flow Theory & LOS
グリーンシールド・グリーンバーグモデルで交通流量・密度・速度の関係を計算。交通容量とサービスレベル(LOS)を評価。
交通流LOS交通容量グリーンシールド
ベクトル場・流線可視化
Vector Field Visualization
2次元ベクトル場の流線・等値線・発散・回転をリアルタイム計算・可視化。渦流・ポテンシャル流れ・電磁場の基礎学習に活用。
ベクトル場流線発散回転
航空機性能計算(揚力・抗力)
Aircraft Performance Calculator
翼型の揚力係数・抗力係数・揚抗比をプラントル翼理論で計算。巡航速度・失速速度・最大上昇率をリアルタイム算出。
航空機揚力抗力揚抗比

他のカテゴリ