物理って結局、何がしたいの？

 

どうも、白滝です。

 

物理がわからないのは、たぶんコレのせい。

 

物理って結局、何がしたいの？

 

というものが

説明されないんですよね。

 

やれ、等加速度直線運動だの。

 

公式を覚えろ！だの。

 

この問題の解き方は・・・って、

結局何がしたいのかわからない。

 

知識は溜まっていくけれど、

なにも理解ができないんですよね。

 

だから、

目の前の問題が解けなくなる。

 

応用が利かなくなってしまう。

 

今までノートに解いた問題はなんとか解けるけれど、

まだ解いたことのない応用問題となると手も足も出ない・・・

って当たり前です。

 

まさに、高１の時の私。

 

物理って本当はシンプルで、

公式１つでいくつもの問題を解決できる分野なのに、

 

物理の本質

 

を理解していないせいで解けない。

 

手が止まってしまう。

 

知ってます。

 

私がそうでしたから、

わかるんです。

 

じゃあ、物理の本質ってなに？

 

もちろん、

一言で伝わるくらいに簡単なもんじゃないんですが、

それでも伝えておきたい。

 

ほんの少しだけ、

お付き合いいただけたら幸いです。

物理とは、現実世界と数学世界の架け橋。

一言で言うとね。

 

この一言で物理が得意になったりはしないんだけど、

知ってるだけでだいぶ違うから。

 

物理とは、

現実世界を数学世界につなげて考える

分野です。

 

現実世界のものごとを、

数学世界で計算したいんだ。

 

だからまず、

現実世界に座標軸を引く。

 

そして、０を設定する。

 

すると、

現実世界のものごとに「方向」と「値」

が生まれる。

 

現実世界の力や速度、加速度を、

数量で表すことができる。

 

現実世界→数学世界

へ移動して考えることができるんだ。

 

物理現象→数式

ができる。

 

・・・・・・。

 

うーん。

 

なぜって？

この世界にある言語の中で、数学が一番論理的だからだよ。

だから、

日本語じゃなくて数式で記述したい。

 

すると、

計算という論理を使うことができるから。

 

 

 

というお話ですね。

 

 

現実世界の状況を

数学世界の言葉（数字や数式など）で記述することで、

計算ができる。

 

現実世界→数式→計算

 

すると、

現実世界だけではわからなかった

モノが見えてくるんだ。

 

明日の天気も、物理計算。

 

ロケットの軌道だって。

 

震源地の予測だって。

 

ものづくりの際にも「これは壊れないか」を確認するのに物理を使う。

 

紙の上で予測ができる。

 

PC上で予測ができる。

今の状況を数式にして、未来の状況を計算するのが物理学だ。

もちろん、過去から未来。

 

過去から今。

 

いろんな予測が計算できるんだよね。

 

だから、物理って２ステップに分かれているんだ。

 

・今の情報を数式にするパート。

・数式を計算してシミュレーションするパート。

 

の２ステップ。

 

つまり、

現実世界を数式に落とし込むまでが物理で、

そのあとの計算は数学なのだ。

 

だから、

その計算ができるだけの数学ができないと、

問題が解けなかったりする。

 

物理の考え方を学んで、公式を覚えても。

 

計算で手が止まってしまう。

 

これが物理を難しく感じる原因の１つなんだなあ・・・

 

ね？

 

高校物理の範囲で言えば、

 

・問題文の情報を数式に落とし込むパート。

・数式を計算するパート。

 

の２ステップなんですね。

 

で、

どうやって問題文を数式に落とし込むか？

が物理学。

 

先生とか教科書は行き当たりばったりで教えるので、

なかなかわかってる人は少ないですが、

 

この

問題文→数式

の変換はほとんど作業的。

 

やることが決まっているんですね。

（その一覧はメルマガで配布してます）

 

だからその「決まり」を覚えて、

数式の計算（数学）を勉強すれば

物理は終わり。

 

マジでシンプル。

まずは、現実世界に軸と０を設定する。

まあ、問題文の世界。

 

現実をちょっとシンプルにした「問題文の世界」に

軸と０

を設定します。

 

問題文を数式に落とし込むためですね。

 

軸と０を設定すると、

座標と方向が決定できます。

 

すると、

与えられた状況を数学世界

に落とし込める。

次に、現実世界の力、速度、加速度等を軸方向に分解します。

軸を設定した理由がコレ。

 

計算をするには、

一定方向に力、速度、加速度等をそろえる

必要があるんですね。

 

力の分解。

 

速度の分解。

 

加速度の分解。

 

軸の方向に、すべてを揃えます。

（もちろん、軸は２本あってもいい、足りるなら１本でもいい）

 

ここは、

ちょっと数学の知識が関わりますね。

 

三角関数とか。

 

幾何学とか。（図形についての知識）

 

うまく分解して、

数式にした時に計算しやすくします。

 

現実世界の情報を

数学世界に落とし込むため。

 

その目的を忘れてはいけませんよ？

あとは、それを数式に落とし込みます。

仮に力学の話なら、

・運動方程式

・運動量保存則

・エネルギー保存則

しか大枠な計算方法はありませんから。

 

その公式に、

１つずつミスなく代入してあげる。

 

すると、

式が何本か立ちます。

 

その立てた式を連立方程式として計算して、、

というのが、物理でやることのすべてです。

ほんと、ざっくばらんとした話ですけどね。

 

物理がしたいことは、

たったこれだけ。

 

 

 

 

こんなさらっと説明がついてしまうくらい、

シンプルなんです。

 

これでできないなら、

問題文の数字や物理用語をちゃんと理解できていない

ということが考えられますね。

 

速度とは何か？

 

重さと重力の違いって？

 

張力ってどんな力？

 

などなど。

 

個別に１つずつ理解するしか

なさそうです。

 

どうでしょう？

 

物理の全体像は見えました？

 

それでは、

ご興味のある方はメルマガで。

 

では！