力学の苦手を克服して得点源に!最重要公式3つをマスターでとりあえず全部解ける!

振り子。かっこいい。

どうも、おはこんばんちは!
柿Pです。

物理の力学分野が出ない大学
なんてないのに得点が安定
しないなぁ…

という受験生の悩みを解決します!

力学は分野としても広く、
大学入試で聞かれない方が
珍しい分野です。

ですから、
力学を得点源にできれば、
一気に物理の点数が安定します!

この記事を、
力学を得意にする第一歩にしましょう!

力学の苦手を克服しよう!

基本3公式を押さえよう!

力学を解く上で、

基本的には

常に使える3つの公式があります。

まずはこの3つを押さえましょう!

それぞれイメージとともに解説します。

①運動方程式

まずはこれ!

F=ma

Fは力、mは物体の質量、aは物体の加速度
を表しています。

ここでポイントとなるのが、

Fとaは方向性を持っている

ということです。

つまり、

向きによって正負が決まります。

正負については、
問題によって指定されていたり、
自分で正負を記述する場合もあります。

イメージとしては、

力がかかり続けていると
加速し続ける

ということです。

さらに言うと、

力がかかっていない状況でも
物体は動く

ということです。

重い棚を押して動かす時を
考えてみてください。

最初は全く動きませんよね。

これは、地面と物の間に、
あなたが押す力を打ち消す摩擦力が
かかっているからです。

つまり、ずっとF=0の状態です。

でも、もっと踏ん張って力を入れると、
動き始めますよね。

これは摩擦力には限度があるからです。
その限度を超える力で押せば、
動き始めます。

摩擦力は動き始めると、
止まっている時より小さくなるという
特徴があります。

動いている時の摩擦力を
動摩擦力と言います。

ですから、

そこから同じ力で押し続ければ、
棚に力がかかり続けて、
実は加速するのです。

でも実際に棚を押して動かす時、

最初にめちゃめちゃ踏ん張って、
フン!と動き始めたら、
少し力を緩めて動かしませんか?

そして、加速させずに
ゆっくり動かしますよね?

力を緩めることで、
自分の押す力と
動摩擦力がイコールになっても、
棚は動き続けます。

動摩擦力と押す力が打ち消しあうと
この時もまた、
F=0になります。

つまり加速度aも0になります。

加速度が0ということは、
物体の速度は変わらない
ということです。

ですから、
動き始めた時の速度が保たれるのです。

②運動量保存則

そもそも運動量って何?
ということを押さえましょう!

運動量とは、

質量m×速度v

で表されます。

そして、速度は方向性を持ったもの
ですから、

運動量も方向性を持ったものです。

イメージとしては、
2つのボールを考えてみてください。

片方のボールは
謎の力で空中に浮いているとします。笑

投げられたボールは
質量と速度を持っています。
つまり、運動量があります。

それに対して、浮いているボールも

質量があります。

今回は浮いているボールに対して
水平に当たると考えましょう。

すると浮いているボールは、
水平に飛んでいきますよね。

この時、

ボール同士が衝突する前の
2つのボールの運動量の合計と

衝突した後の二つのボールの
運動量の合計が同じになる

ということです。

これが運動量保存則です。

今回は例として水平に当てましたが、
斜めに当たる場合は、
水平方向と垂直方向それぞれの
運動量が保存されます。

これが成り立つには
色々と条件があるのですが、

とりあえず、
衝突して動く系の問題に使える
と理解してください。

③力学的エネルギー保存則

この力学的エネルギー保存則は
運動エネルギーと位置エネルギーの
合計が常に保存されるというもの
です。

先ほどの運動量保存則は
成り立つには色々と条件があると
お話ししましたが、

力学的エネルギー保存則は

いつでも使えるという強みがあります。

イメージとしては、

高いところから物を落とすと
下に来るときめっちゃ速い

といった感じです。

高いところにある状態が
位置エネルギーが高い状態です。

そして、下に来ると
位置エネルギーは勿論下がりますが、

そのぶん速くなっているので、
運動エネルギーが高くなるのです。

力学的エネルギー保存則に関しては
たくさん力学の問題を解くことが
一番だと感じます。

3公式で力学に慣れよう!

今紹介した3公式で、

ほとんどの力学の問題に手が出せます。

しかし、これだけでは解けません。

何故なら、

問題を読んで、
どんな力が実際にかかっているか

把握しなければいけないからです。

逆に言えば、これを把握できれば
一気に解ける問題が増えます。

そのためにも、

図で状況を整理する練習

をしましょう!

ほとんどの力学の問題には
図がついていますよね。

そこにかかっている力や速度などを
正しく書き込む練習をしましょう!

これに関しては
とにかく問題を解くことが
必要ですね。。。

作用反作用の法則や
垂直抗力、摩擦力を
忘れないように意識すると
良いと思います!

今すぐできること

本棚にある物理の参考書を開いて、

力学のページを開けて、

問題と図を見て、

①正しく力を書き込む
②どの公式で解けるか考える

これをたくさんの問題で
練習しましょう!

最後に

いかがだったでしょうか。

完璧な理解をするには、
時間もかかりますし、
問題もたくさん解く必要があります。

でも、そもそも基本問題が解けないと
身につかない部分があるので、

まず基本問題を解く第一歩に
していただけたらと思います!

Twitter(@KakiPisback)にて
ご質問やリクエストなども
募集しております!

是非フォローお願いします!

ご覧いただきありがとうございました!
ではまた!

コメント

タイトルとURLをコピーしました