力学入門

力学入門

慣性の法則|地球の自転とフーコーの振り子【コリオリ力】【力学基礎】

慣性の法則は運動の三法則の中でも第一法則に位置付けられる重要な法則です。今回は慣性の法則と回転座標系で現れるコリオリ力について導出し、回転座標系での不思議な性質について解説します。また、地球が自転していることを証明したフーコーの振り子ついても解説します。
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力積・撃力とは?【運動量・運動量保存則】【インパルス関数】

卵を高いところから落下させると、どうなるでしょうか?普通は殻が割れて中身が飛び出るでしょう。なぜ、殻は割れたのでしょうか?卵が割れた理由に深いかかわりが持つのが力積と撃力です。今回は運動方程式から運動量と力積の関係を導きます。
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力・速度・加速度のベクトル分解|物理学の大前提【力学入門】

ベクトルとは向きと大きさを持った量です。物理学の世界では、力・速度・加速度・運動量・角運動量等がベクトル量として扱われます。このとき、重要になるのはこれらのベクトル量がベクトル分解できるという大前提です。今回はベクトル分解についての解説を行います。
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オイラーの公式とフーリエ級数展開【力学入門】

三角関数の発展的な内容として、オイラーの公式とフーリエ級数展開について解説します。これらの内容は物理学と密接な関連を持つため、導出過程を把握することは大学物理の学習進める上で大きなアドバンテージになります。
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三角比・三角関数/度数法・弧度法とは? 三角関数①【力学入門】

三角関数は物理学において、最も重要な数学的道具の一つです。なぜなら、単振動の微分方程式や熱伝導方程式、波動方程式の解として三角関数が表れるためです。物理学に根差す産業に対しても、三角関数は当然強い関わりを持ちます。今回は三角関数の基礎事項を解説します。
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位置・速度・加速度のベクトル|高校物理から大学物理へ 【大学物理】【物理基礎】

ベクトルを使った変位・速度・加速度の表現方法を解説します。大学物理と高校物理の大きな違いとして、ベクトルによる表現を本格的に使うようになることが挙げられます。しかも、物理の最も基本的な項目である変位・速度・加速度がベクトルにより表現されるようになるのですから、大学物理の初学者にとっては大きな難所になります。
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ベクトルの内積と外積|スカラー三重積・ベクトル三重積とは?

速度や加速度は大きさと向きを持つベクトルで表されます。ベクトルの計算に慣れることは力学をマスターする第一歩になります。ベクトルの計算で基礎になるのは内積と外積の計算です。内積と外積の定義と計算方法を解説し、併せてスカラー三重積とベクトル三重積の公式を紹介します。
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ロケット方程式とは?|ロケット方程式の導出と解法【微分方程式入門①】

微分方程式は大学物理の難所の一つです。今回はロケット方程式を題材に微分方程式の導出と解法を見ていきます。ロケット方程式は単純でありながら、工学的な応用も含めて興味深い内容を含んでいるため微分方程式の導入として紹介します。
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ベクトルの微分積分とは?|定義と計算例 力学入門②

この記事では、ベクトルの微分と積分について解説します。ベクトルの微分の計算例$\B{A}$をベクトルとして、ベクトルの微分は次のように計算される\begin{eqnarray}\frac{\diff \bold{A}}{\diff u} &...
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大学で学ぶ力学とは?|分野同士の関連と連携

大学で学ぶ力学について概観していきます。この記事では、高校で学習した力学が大学でどのように展開され諸分野の力学につながるのかを紹介します。また、力学の諸分野のつながりを知ることで、効率的な勉強や知識の有効活用ができるようになります。