2015年12月30日(Wed)12:12

物理はお絵かき!物理は正しい図をかけば自然とやることが見えてくる!

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難しい公式をやたらと使いまくる…。何でこんな数式が出てくるんだ…。ネガティブなイメージが付きまとう高校物理ですが、絵を描いて考えてみると意外とやるべきことは簡単に見えてくるものです。力学、電磁気学…なんでも来いのお絵かき解法!
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物理はエネルギーの移り変わり!

 まず最初に、高校の物理はほとんどの分野でエネルギーの移り変わりについて考えています。力学で言えば位置エネルギーや運動エネルギー。電磁気学で言えば静電エネルギー、磁気エネルギーなど。エネルギーはこれらの間で移り変わり(姿を変え)、"保存"されます。
 絵を描くときは、原則描いた絵にエネルギーを書き込みましょう。

 ただ、それぞれのエネルギーがどのような数式で表現されるのか、という知識は持っている必要があります。しっかりと勉強して実践に活かしましょう!

時間や場所ごとに絵を描こう!

 前の節でも少し触れましたが、エネルギーの"移り変わり"を考えるのが高校物理の問題です。つまり、時間が経過するごとに絵を書き込むということが必要です。ポイントとなる時間ごとに、絵を描くことを意識しましょう。

例1)自由落下し始めてからt秒後の物体の速度を求めよ。
   自由落下する瞬間の絵と、そのt秒後の絵を描くことで求められます。

例2)地上からの高さHの場所から自由落下した物体の、地上から高さhの位置での速度を求めよ。
   当然、高さHの場所と高さhの場所での絵を描けば求めることができます。

いざ実践!

まずはとても簡単な力学の問題を考えます。


時刻t=0で質量mの物体が速度vで鉛直方向に地面から打ち上げられたとする。この時、次の問いに答えよ。重力加速度はgとする。
(1)到達する最も高い点(最高到達点)はどこか。
(2)速度が半分(v/2)になる点はどこか。

解答は下のリンクから見ることができます。

解答はこちら

 今回扱ったのは非常に簡単な問題です。しかし、一見難しい問題でもこの積み重ねで解くことができる場合がとても多いです。

・エネルギーに注目する
・時間、場所ごとに絵を描く

この2つを意識することで、とても問題がシンプルに見えてきますよ!

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群馬県出身。1浪を経て国立大学へ入学。理系大学生として奮闘中! 自分自身の受験体験を基に、効率の良い勉強法や、実はよくない勉強法などをお伝えしていきます。理系科目を中心に皆さんの悩みの解決をお手伝いします!