【やり直し】ニュートン力学の構成【高校物理】

【やり直し】ニュートン力学の構成【高校物理】 物理学

はじめに

※ 本記事は以下を親記事とした子記事に該当する。
https://www.simulationroom999.com/blog/mechanics-overview/

力学こと古典力学ことニュートン力学をバラシて、どのようなカテゴリがあるかを認識する。
https://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%8B%E3%83%A5%E3%83%BC%E3%83%88%E3%83%B3%E5%8A%9B%E5%AD%A6

ニュートン力学 - Wikipedia

ニュートン力学の構成

大きく2つに分けられる。

  • 直交座標系
  • 極座標系

直交座標系は横軸\(x\)、縦軸\(y\)とした座標の中で、\(x,y\)そのものの座標系で直線運動の表現に使用される。
極座標系は、角度\(θ\)、半径\(r\)の\(θ,r\)の座標系で回転運動の表現に使用される。
とりあえずは、以下の認識で良い。

直交座標系≒直線運動(速度、位置、力、運動量)
極座標系≒回転運動(角速度、角度、トルク、角運動量)

推奨する学習順序

基本的には以下の流れが分かり易いと思う。

  • 直交座標系
    • 加速度による速度と距離の定義
    • 直線運動(力、運動量、仕事、仕事率)
  • 弧度法
  • 外積
  • 極座標系
    • 円周と角速度
    • 回転運動(トルク、角運動量、仕事、仕事率)

まとめ

  • ニュートン力学をの要素分解
  • その上で推奨学習順序を設定

どこから始めてもOKではあるが、どちらにしても直線運動の方がイメージ湧きやすいし、概念もシンプル。

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