💡 ヒント:振動回路とばねの振動

📋 問題の状況を整理しよう

直感的理解

LC 電気振動と単振動(ばねの振動)は同じ数式で記述される「兄弟」。この問題は両方を比較しながら、対応する物理量を見つけたり、一方の結果から他方を予測する問題です。

対応表:電荷 \(q\) ↔ 位置 \(x\)、電流 \(i\) ↔ 速度 \(v\)、\(1/C\) ↔ バネ定数 \(k\)、\(L\) ↔ 質量 \(m\)、\(\omega_0 = 1/\sqrt{LC}\) ↔ \(\omega = \sqrt{k/m}\)

✏️ 求めるもの

力学振動の周期・エネルギーから、対応する LC 振動の周期・エネルギー(またはその逆)。比較問題では式の対応関係を丁寧にたどる。

🔬 シミュレーションで体感

👀 観察のポイント

💡 考え方のヒント

🔧 使う道具
  1. 対応関係を書き出す:\(x \leftrightarrow q,\ v \leftrightarrow i,\ k \leftrightarrow 1/C,\ m \leftrightarrow L\)
  2. 力学側で公式を立てる:なじみのある単振動の式で考える
  3. 電気側に置き換える:対応する量を代入していく
  4. 周期比や最大値を問う:比率を取ると置き換えの便利さが効く
注意

\(k\) に対応するのは \(1/C\) であって \(C\) ではない。これを逆にすると周期の公式の分子・分母が入れ替わり、答えが反比例分ずれる。