動く電子教科書 力学 (上)
本書はWebで読む(視る)電子教科書です。 画面言語 によって難しい内容もスムーズに理解できます。
画面言語とは、テレビ、PC、スマホ等で、音声、文字と共に、図形、動画、表等の要素の配置、動作、操作等
を駆使した人類の新しい情報伝達の様式です。ここでは、矢印で参照関係を明示したり吹出しで文脈や
説明を明記したりして 抵抗なく理解できるよう工夫しています。ニーズに合わせて読み進めてください。
内容は大学初年度相当の力学で、高校の物理は未履修でも可ですが高校程度の数学の知識を前提とします。
|
|
各講義動画はこの目次の題字からもクイックアクセスできます。
また、題字右側のボタン
をクリックすると
動くスライド(音声無し)がダウンロードできます。
動くスライドではカーソルキーで進めたり戻したりして自分のペースで確認しながら読める利点があります。
| 章 | 節と内容、例、クイズ、実験、参考、討論、演習、解説 |
|---|---|
|
1
力学とは
科学, 物理学, 力学
参考
力学の誕生
惑星の運行, 落体の運動
2 表記のルール
単位, 文字, 数値, 有効数字
例
有効数字
解説
3 本書の特徴, 読み方, 凡例
参考
画面言語
演習
解説
|
1
直線運動
|
1
座標と速度
定義, グラフ
2
加速度
定義, グラフ
3
等加速度運動
公式
例1 最高点
解説
例2
落下点
解説
例3
グラフ
解説
例4 最高点と滞空時間
解説
実験
最高点と滞空時間
演習
解説
|
2
空間運動
|
0
ベクトル
1
座標と速度
定義, 性質
2
加速度
定義, 性質
3 等加速度運動
公式
例1
斜方投射 最高点
解説
例2 斜方投射 指定点落下
解説
注
sin-1
演習
解説
|
3
力と運動
|
1
運動の法則
慣性, 運動方程式, 作用と反作用
クイズ
綱引き
解説
2 重力
万有引力の法則
参考
球体からの重力
球心からの重力との同等性
参考 万有引力は万有か
検証の方法
参考
リンゴはなぜ落ちる
相対性理論
3 接触力
張力, 抗力, 弾性力, 摩擦力
参考
物はなぜ場所を占拠
量子論
4 運動の予測
討論
因果関係
解説
例1
滑車と連結物体
解説
例2 摩擦のある滑り台
解説
演習
解説
|
4
エネルギー
|
1
仕事
力と仕事, 仕事率, 力が変化する場合の仕事
2
運動エネルギー
3 位置エネルギー
保存力の場、色々な力の位置エネルギーの公式
4 エネルギー保存の法則
力学的エネルギー保存, 非保存力, 熱, 全エネルギー保存
5 位置エネルギーから力
力＝ー(位置エネルギーの勾配), ∇, 等ポテンシャル面
例1 滑り台
解説
例2
脱出速度
解説
演習
解説
|
5
運動量
|
1
運動量保存の法則
力積, 法則導出
2
衝突
弾性衝突, 非弾性衝突, 反発係数
例1 弾性衝突
解説
例2
完全非弾性衝突
解説
例3 壁との衝突
解説
例4
非弾性衝突
解説
演習
解説
|
6
等速円運動
|
1
等速円運動
座標表示、向心加速度、向心力
例1
座標表示
解説
例2 路面摩擦によるカーブ
解説
例3
路面傾斜によるカーブ
解説
2 慣性力と遠心力
Galileiの相対性, 加速度系, 回転系
例4
遠心力
解説
|
7
流体中の運動
|
1
流体中の運動の運動方程式
重力, 浮力, 抵抗力があるとき
参考 微分方程式
基本概念、解の存在と一意性、変数分離法
2 粘性抵抗だけを受けた運動
3
重力, 浮力, 粘性抵抗のある運動
参考 重力, 浮力, 慣性抵抗のある運動
|
8
振動
|
1
振動
基本概念
2
ばね振子
運動方程式と解
参考1
線形微分方程式
参考2 前節の定理の証明
例1
ばね振子の一般解
解説
例2 ばね振子, 伸ばして放す
解説
例3
ばね振子, 上に弾く
解説
参考3 抵抗のあるばね振子
参考4
強制振動
参考5
抵抗のある強制振動
3 小振幅単振子
単振動
実験
単振子の周期
参考6 一般の単振子
楕円積分
|
9
惑星の運動
|
1
運動方程式
極座標の運動方程式
2
軌道方程式
解法, ケプラーの法則の導出
参考1 運動方程式の解1
楕円軌道
参考2
運動方程式の解2
放物線軌道
参考3 運動方程式の解3
双曲線軌道
|
行った講義の 配布資料 をもとに CBI研究会 における研究、討論に基づいて 改良したものです。
物理の学習にご利用ください。 作者 謝辞 ご質問、ご意見、ご感想をお寄せください。