３Dグラフを描いて電磁気をマスター『螺旋運動（らせん）』の例
３Dのグラフをつくったことがありますか？複雑なプログラミングや高価なソフトが必要かも…、なんておもう人もいるかもしれません。でも無料で、だれでも簡単に作れるソフトがMACには標準で入っているのですね(^^)
でもなかなか認知度が低いためか、MACユーザーでも知らない人がたくさんいます。
今日はそんなMACの3Dソフトをつかって、高校物理ではよくみる螺旋運動の問題について３Dグラフをつかって見ていこうと思います。荷電粒子が一様な磁場に向かって斜めに向かって入ると、ローレンツ力をうけて円運動をしながら前に進んでいきます。これが螺旋運動です。オーロラとも関係がある運動で、自然界でも起こっている現象の一つです。
この螺旋運動の問題が出ると、初見ではなかなか解くことができません。なぜならば、三次元の動きであり、見る方向をいろいろと変えなけば、何をどうやって考えていくのかがわからないためです。そんなとき３Dグラフを描いていろいろなところから眺めてみると、螺旋のイメージもまるわかり！です。どこで、どうやってきりとってみていけばいいのかわかるので超オススメ！なんですね。
そこで今回は「Grapher」というソフトをつかって「数式だけで」三次元の様子を作っちゃいましょう！
Grapherについては、過去のこちらの記事を参考にどうぞ。
まず完成系はこんな感じです。
Grapherの特徴は、数式を打ち込むだけでグラフが描けるということです。例えば螺旋運動を作るために打ち込んだのは、次のような数式です。
xは等速で動かし（ｘ＝0.2t）、y、ｚ方向で円運動をさせます（sinとcosがそれにあたります）。sinとcosを組み合わせれば円運動になるんですね。一度この数式を打ち込んで螺旋運動を描いてみると、このようにいろいろな方向から眺めることができます。
斜め方向から
上から（円運動ですね！）
横から（前に進んでいきますね） これは円運動です。
これはsin曲線を示しております。横方向の速度は等速直線運動です。
ああ、面白い！！自由に動かせるのが楽しい！ぜひGrapherを片手に物理の問題や数学の問題を解いてみましょうね。電場と電位の様子なんてのも描けてしまいますよ！
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