質点系の力学

―ニュートンの法則から剛体の回転まで―

質点系の力学
著者 須藤 彰三 監修・ 岡 真 監修・ 岡 真
分野 物理学  > 力学  > 一般力学
シリーズ 物理学  > フロー式 物理演習シリーズ 5
発売日 2013/02/15
ISBN 9784320035041
体裁 160頁
定価 2,200円 (本体2,000円 + 税10%)
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 力学は高校の物理でも学習する内容なので、ともすれば大学1年生の段階では軽視されることがある。しかし、大学入試の力学の問題を速やかに解けるようになることと、物理学の基本である力学の原理とその背後にある考え方を習得することの間には、かなり大きなギャップがあるように思われる。パターン化された問題の答をだすことはできるが、その原理を理解していないことも多いため、少し問題が一般化されると、手も足も出なくなることが多い。
 そこで本書では、もっとも基本的な例題を30題選び、それを解くために必要な考察の手順と原理、それを解く手法を1つずつ丁寧に解説することにより、基本法則とその概念および具体的に問題を解くプロセスをしっかりと身につけて、先へ進むことができるようにしてある。1題1題が次へつながるように構成されているので、そのステップを踏んで進むことが重要で、つまみ食いをすることなく、最初からきちんと1題ずつ学習することが望ましい。さらに、それぞれの例題に関連する発展問題が与えられているが、例題で提示された原理や手法を理解したことを確かめるためにぜひ自力で解いて欲しい。
 理工系の大学生で現在力学を学んでいる人だけでなく、大学院入試などのために復習をしたい人や、さらには高校の物理を超えた力学を自習したい人、昔学んだ力学を思い出したい人など向け。
1 運動の記述
例題1【1次元運動の位置,速度,加速度】
例題2【微分方程式】
例題3【2次元および3次元運動】

2 ニュートンの法則
例題4【減衰振動】
例題5【抵抗のある物体の投てき運動】
例題6【定数係数の斉次線型2階微分方程式の一般解】
例題7【バネの強制振動】
例題8【力積と運動量の変化】
例題9【連成振動】

3 仕事とエネルギー
例題10【摩擦力による仕事】
例題11【保存力による運動】
例題12【3次元運動の仕事と位置エネルギー】
例題13【位置エネルギーと力の関係】

4 角運動量とトルク
例題14【ベクトルの外積】
例題15【極座標と単位ベクトル】
例題16【角運動量とトルク】
例題17【振り子の運動】

5 万有引力とケプラーの法則
例題18【ケプラーの法則と楕円軌道】
例題19【中心力運動の力学的エネルギー】
例題20【一様な球による万有引力】

6 多粒子系の運動
例題21【質点系の運動】
例題22【バネで結ばれた2質点の運動】

7 剛体の回転運動
例題23【剛体の慣性モーメント】
例題24【滑車の回転】
例題25【剛体振り子】

8 剛体の並進と回転運動
例題26【転がり落ちる剛体】
例題27【ヨーヨーの運動】
例題28【こまの歳差運動】

9 座標変換と見かけの力
例題29【ガリレイ変換と散乱問題】
例題30【回転系での慣性力】

A テイラー展開
B 多重積分
C 発展問題略解

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