高校物理の力学の定義・法則などをまとめました。勉強に役立ててもらえれば幸いです。
運動方程式
慣性の法則
慣性の法則慣性の法則はニュートンの第一法則とも呼ばれ、物体が外部から力を受けない限り、その運動状態を維持することを示す。
運動方程式
運動方程式 ニュートンの第二法則である運動方程式は力（F）は質量（m）と加速度（a）の積に等しいことを示す。
$$F=ma$$
仕事
仕事
仕事物理における仕事とは、力によって物体がその力の向きに移動したときに、力がエネルギーを与える量を指す。
仕事の大きさ Wは、力の大きさ Fとその力の向きの移動距離 dの積（）で表される。
仕事の原理
仕事の原理仕事の原理とは、エネルギーの保存法則に基づくもので、エネルギーは形を変えることができても、総量は変わらないという原則。
仕事率
仕事率仕事率とは、単位時間あたりにどれだけの仕事をしたかを表す物理量で、仕事をした量を時間で割ったもので表され、式では となる。
力学的エネルギー
運動エネルギー
運動エネルギー
運動エネルギーとは、物体が運動していることによってもつエネルギーである。その大きさは、質量を 、速さを とすると下記のようになる
$$E=\frac{1}{2} m v^2$$
位置エネルギー
位置エネルギー
位置エネルギーとは、物体がある位置にあることによってもつエネルギーである。重力による位置エネルギーは、質量を 、高さを とすると下記の関係式となる。
$$E=mgh$$
弾性力による位置エネルギー
弾性力による位置エネルギー
弾性力による位置エネルギーは、ばねが伸びたり縮んだりして変形しているときに蓄えられるエネルギーで、ばね定数を 、自然の長さからの変位を とすると下記の大きさになる。
$$E=\frac{1}{2}kx^2$$
単振り子の力学的エネルギー
単振り子の力学的エネルギー振り子の運動中のエネルギーは、位置エネルギーと運動エネルギーが交互に変換され、振動中も（空気抵抗や摩擦を無視すれば）一定に保たれる。
力学的エネルギー保存の法則
力学的エネルギー保存の法則外部から力が加わらない限り、運動エネルギーと位置エネルギーの合計は一定である。
力学的エネルギーが保存されない運動
力学的エネルギーが保存されない運動外部からの力や抵抗がエネルギーに影響を与える運動の場合は力学的エネルギーが保存されない。、例えば、摩擦や空気抵抗があるとき、運動エネルギーが熱エネルギーに変わり、力学的エネルギーの総量は減少する。
まとめ
本記事では高校物理の「力学」の定義や法則の②をまとめました。
力学は、物体の動きや力の働きを研究する物理学の分野です。物体の運動やその原因となる力を理解することで、自然界の様々な現象を説明できます。例えば、リンゴが木から落ちる現象や車が走るときの加速など、日常生活で見られる多くの動きは力学で説明できます。ニュートンの運動の法則が力学の基本であり、これにより物体の運動状態がどう変わるかを予測できます。力学は、工学や建築、スポーツなど、多くの分野で応用されており、私たちの生活に密接に関わっています。
本記事で少しでも高校物理の「力学」の学習に役立てていたら幸いです。
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