高校の指導要領に含まれている基礎科目のうち一番勉強っぽくて嫌な感じがするのが、
この物理(基礎)だと思います。
正直、ライターも理系ながら高校2年の後半くらいまではよく理解していませんでしたし、
自分の周りも同じような感じでした。
そこから1年も立たずに得意科目へと変化させた勉強方法や考え方をお教えしていきたいと思います。
力学
さて物理基礎を学ぶ時一番初めに行うのが力学という分野です。
この分野では、ものの動き方を数式で表すことを目的としています。
等速直線運動とは
ではいきなりですが質問です。
空気や摩擦のない真っ直ぐな世界があったとします。
この世界でボールを転がすとこのボールはどうなるでしょう？
普通の感覚ですとだんだん遅くなって止まってしまいそうですよね？
ですが摩擦つまり引っ掛かりのないツルツルな世界ですとボールの勢いを妨げるものがないので、
ボールはそのままの速さで転がり続けるのです。
この同じ速さで直線上を動く運動のことを、等速直線運動と言います。
この時の速さをv(速度を表す英語velocityの頭文字)、時間をt(時間を表す英語timeの頭文字)、
距離をx(ここだけxな理由は知りません笑)とおくと、小中学校でも習った
距離=速さ×時間 というものと同じように x = vt と表すことができます。
速さと速度
力学の範囲で少しややこしいところを考えた中で上がることに速さと速度という言葉の違いがあります
一般生活ではほとんど違いについて考えませんが、物理の世界では少し意味が違っているのです。
速さとは「大きさ」のみで表されるものであり、「向き」については考えません。
つまり右に行こうが左に行こうが上でも下でも時速30kmならば速さは時速30kmです。
一方で速度とは「大きさ」つまり速さだけでなく「向き」についても考えます。
スタートからゴールへ向かうとしてその方向に時速10kmで走っている人の速度は時速10kmですが、
ゴールからスタートへ向かう人は本来動くべき方向とは逆に向かっているので
速度は時速ー10kmと表されます。反対へ動いているからマイナスということですね。
つまり速度は速さにより制限を加えたものと考えることができます。
速度の求め方
では速度の求め方をみていきましょう。
速度は平均の速度として求めます。
平均の速度vは v= 変位/経過時間 で求めます。
変位とはどのくらい移動したかを示しており、経過時間はどのくらい時間がかかったかを示しています
例えば初め0mにいて１０分で100mの場所にいた場合は、
10分で100m動いていますから100m/10分＝10 となり分速１0mと求まります。
ここで変位も経過時間も後ー前という考え方を使ってみるととても簡単に計算することができます。
距離の後の値は100m、前の値は０m,時間の後の値は１０分、前の値は０分ですから
100m-0m/10分-0分＝10 という計算式になるわけです。
他にも5分の時５００m地点にいて４５分の時に１７００m地点にいたとすると速度vは
後−前を使って 1700 – 500 / 45 -5 = 1200 / 40 = 30 と求まり
分速３０m と求めることができました。
後ー前を使うと結構簡単に計算することができましたよね？
最後に
いかがだったでしょうか？
後−前という考え方は数学Bで学ぶベクトルという範囲でも使える考え方ですので、
覚えておくとお得かもしれません。
物理も科学などと同様にポイントだけ覚えておけば後は計算をするだけです。
むしろ数字よりも文字だけですのでややこしい計算をしなくていい分数学よりも楽ですよ笑
これからどんどん慣れていって欲しいと思います。