【力学】物理における力学の問題の解き方～問題が解けない人へ～/松本市　家庭教師 | 松本市で国公立を目指すなら個別指導のWhyLab 〜学び方を学ぶ個別指導〜 | ブログ

本動画では、まず力学のゴールの確認から始まります。

力学の問題が解けない人の多くは、“なんとなく”解いています。

そして、“ぽい”や“なりそうだから”と口にします。

ただ、それでは、簡単な問題以外では太刀打ちができませんし、

簡単な問題であっても変なミスを平気でします。

だからこそ、力学という問題は何をしたいのかを、

しっかり把握している必要があります。

◎力学のゴール

⇒運動を特定すること

そうなんです！力学において、至上命題は運動の特定です。

運動の特定以降の問題は“おまけ”です。

力学において運動を特定できたということは、問題の終了を意味します。

あとは、その運動について性質をしっかり理解できているかを問うのみです。

この辺の問題に関しては、一通り物理の学習を終えているなら、問題ないはずです。

では、どのようにして運動の特定を行うのか？

そう！

そこで登場するのが運動方程式です。

運動方程式というからには、方程式です。

方程式とは、求めたいものを求めるための式です。

運動方程式で、求めたいものが方程式なのです！！

ただ、高校生の皆さんに運動方程式を解くことは現状の数学力ではできません。

だから、形で覚えてください。

基本的には、力学においては力が非常に重要です。

力学において力が分かれば運動が分かります。

なぜ、運動が分かるかに関しては、動画を見てください。

具体的には以下のようになります。

上記の形から運動が特定できれば、

あとは、各運動の性質に合わせて解いていくだけです。

ただ、力学において非常に重要な原理である、

保存則を抑えておく必要があります。

ここから、力学において非常に重要な原理である

保存則

について解説します。

そもそも、保存則とは何かというと、

変化の前後で物理量が変わらない

という法則です。

これが、無茶苦茶大事です。

なぜなら、力学において、最も大事な事は運動を理解しているという事です。

そのため、ある時刻における速度、位置、加速度などを問うような問題はたくさんあります。

そのような運動の状態を特定するために、

運動の性質を頼ることもありますが、

それと同じくらい、この保存則を用います。

保存則は、ある2点においての比較により成り立ちます。

そのため、運動の開始の地点など、

運動の状態が分かっている点と求めたい点で比較することで

問題を解くことができます。

それでは、具体的に保存則として何があるかというと

・エネルギー保存則

・運動量保存則

の2点です。

それぞれがどのような保存則かは、動画で解説しているので

動画をご覧ください。

https://youtu.be/tv0Epjdz0rM?si=nSQDqxfUnS4j4G4Y

それでは、最後に物理の問題における考え方とその手順に関してです。

STEP1　問題を読む

まずは、問題を丁寧に読みます。

ここを、てきとうに済ませてはいけません。

・問題で与えられている条件と数

・求める物理量の把握

・物理量を文字で起き状況を図示する

少なくとも上記の3点は、行う必要があります。

なぜ、文字で置くのか？

それは、方程式を立てるためです。

基本的に、求めたい、分からない物理量は文字で置きます。

そして、置いた数文方程式を立てる事で、求めたい物理量を求めることが可能になるのです。

STEP２　運動方程式を立てる

問題文を読み、状況を把握できたら、

力に注目して運動方程式を立てます。

もう大丈夫ですね？

なぜ運動方程式を立てるかというと、

運動を特定するためです。

力学のゴールは運動を特定することです。

そして、運動を特定するためにも、

問題文を読む際、力にはしっかり注目しておく必要があります。

STEP３　求めたい物理量を求める

急に、投げやり感を感じるかもしれません。

ただ、もう求めれるはずです。

分からない未知数分の式を立てればいいのです！！

そして、式を立てる材料は出そろいました。

・運動方程式

・エネルギー保存則

・運動量保存則

・各種運動の性質による式

以上の式を立てる事で、物理の力学は解けます。

さぁ、いかがでしたでしょうか？

物理って、こんなにも目的がはっきりしているんです。

運動を特定したい！！

運動を理解したい！！

それだけなんです。

だからこそ、物理は面白いし、楽しい。

簡潔で美しい。

少しでも物理の面白さが伝われば幸いです。