こんにちは＜Frank＞です。

本題に入る前に、参考図書のもう一度 高校物理について少しお話を。
アマゾンのレビューではけっこう厳しいコメントが書かれていますね。

レビューを読んで「なるほど」と同意できるところと、読者が試行錯
誤して理解していく学習書だと考えると、説明を端折ったり数式だけ
で説明をゴリ押ししている点も「考える力をつけられる」とポジティ
ブに捉えられるでしょうか。

私自身、文系の物理音痴なので、まさしく現在、試行錯誤しながら読
み進めています。理系の方からしたら「そんなことも知らないのか」
とお叱りを受けそうですが、マイペースで楽しく学習しているので、
その点は大目に見てやってください。

現時点では参考図書のもう一度 高校物理を評価できるほど知識がない
ので、何度か学習してからコメントをさせていただこうかな、と思っ
ています。

１．コンデンサーの静電エネルギー
コンデンサーに蓄えられる静電エネルギーは、コンデンサーにかかる
電圧 𝑉 とコンデンサーの電荷 𝑄 によって決まります。このエネル
ギーは、コンデンサーが充電される過程で電場が作り出すエネルギー
であり、次の式で表されます。

𝑈 = (1/2)・QV

この式において、𝑄 = 𝐶𝑉 という関係を利用すると、以下のようにエ
ネルギーを表すことができます。

𝑈 = (1/2)・𝐶𝑉² = (𝑄²／2𝐶)

・𝐶 はコンデンサーの静電容量で、単位はファラド (F)。
・𝑉 はコンデンサーにかかる電圧で、単位はボルト (V)。
・𝑄 はコンデンサーに蓄えられる電荷で、単位はクーロン (C)。

２．コンデンサー回路の解法
コンデンサーが含まれる回路を解く際には、直列接続と並列接続の両
方のケースを考慮する必要があります。

１）直列接続の場合
直列接続されたコンデンサーの合成容量 𝐶_eq は、次の式で求められま
す。

(1／𝐶_eq) = (1／𝐶₁) + (1／𝐶₂) + ⋯ + (1／𝐶_𝑛)

ここで、𝐶₁, 𝐶₂, … , 𝐶_𝑛 は各コンデンサーの容量です。直列接続では全
てのコンデンサーに流れる電荷 𝑄 は同じです。

２）並列接続の場合
並列接続されたコンデンサーの合成容量 𝐶_eq は、次の式で求められま
す。

𝐶_eq = 𝐶₁ + 𝐶₂ + ⋯ + 𝐶_n​

並列接続では、各コンデンサーにかかる電圧 𝑉 が同じです。

【注】
𝐶_eq は equivalent capacitance（合成容量、等価容量）の略です。複
数のコンデンサーが接続された回路において、これらを一つのコンデ
ンサーとみなした場合の静電容量を表す値です。直列接続や並列接続
のコンデンサーの合成容量を計算する際に使います。

３）回路の解法手順
・回路図を確認する
　コンデンサーが直列か並列かを判断し、それぞれに応じた合成容量
　を求めます。
・合成容量を用いて回路全体の容量を求める
　必要に応じて、直列・並列の組み合わせを段階的に解いていきます。
・電荷や電圧を計算する
　合成容量が求まったら、回路全体にかかる電圧や流れる電荷を計算
　します。各コンデンサーにかかる電圧や蓄えられる電荷も計算しま
　す。

ところで参考図書の162ページ［例題５］（１）④ の解答ですが、以
下が正解と書いてあるのですが、別解もある感じです。

・参考図書の正解：
　q₁‘ = (21／32)・CV
　q₂‘ = (33／32)・CV
・想定される別解
　q₁‘ = (27／32)・CV
　q₂‘ = (15／32)・CV

以上の別解については ChatGPT でも計算してもらいましたが「これ
は、問題が設定された条件において、複数の解を持つ場合があること
を示しています」との回答を得ました。

今後復習する際、再度計算チェックをしてみようと思います。

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今日もご一読いただき、ありがとうございました。

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