力学 編
「公式の丸暗記」から脱却し、物理現象を定義から理解する。
微積分という強力な武器を使いこなし、国立大入試を突破する力を養います。
講座のコンセプト
本講座の最終目標は「国立大学の入試問題が自力で解けること」です。
力学の基礎(運動方程式やエネルギー保存則)を徹底的に固めつつ、高校物理の枠を超えて「微積分」を用いた解説も積極的に行います。これにより、公式をただ覚えるのではなく、現象の理屈を根本から理解することを目指します。
カリキュラム詳細(全8章)
まず「物理とは何か」という根本的な定義を確認し、物理を学ぶ上で重要な視点を共有します。続いて、運動分野の基礎として「等加速度運動」と「落体の運動」を扱い、重力加速度による物体の振る舞いを式と具体例で学習します。
力と運動の基本的な関係を扱います。釣り合いの状態を確認し、外力が運動をどう変化させるかを原理的に捉えます。運動方程式(ma=F)を通して、力と加速度の結びつきを抽象的に理解することを目指します。
運動をエネルギーの観点から捉え直します。仕事とエネルギーの関係を理解し、力が運動状態に与える影響を学びます。さらに、斜方投射の運動を「運動」と「エネルギー」の両面から統合的に考える力を養います。
【実践演習】 §1〜3までの内容を用いて、実際に国立大学の過去問レベルに挑戦します。体系的な解き方を定着させ、基礎知識を応用力へと昇華させます。
力積と運動量の関係から、力が「時間的」に運動へ与える影響を学びます。また、慣性力(見かけの力)を扱い、加速する観測者から見た現象の理解を深めます。
向心力が円運動をどう支えるかを理解します。さらに万有引力の法則を学び、地上の運動だけでなく、惑星や衛星などの天体運動が成り立つ仕組みを捉えます。
復元力によって生まれる周期的な運動(単振動)の基本原理を学びます。ばねや振り子の運動を通して、振動現象の基礎モデルを習得します。
単振動を多様な現象へ応用し、波動や共振への広がりを概観します。これまで学んだ力学概念を振り返り、運動・エネルギー・力の統合的な理解を完成させる総まとめの章です。