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#よくわかる初等力学

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よくわかる初等力学

第1章　静力学その1―力のつりあいの1次元問題
第2章　静力学その2―2次元・3次元での力のつりあい
第3章　静力学その3―剛体のつりあい
第4章　運動の法則その1―1次元運動
第5章　運動の法則その2―2次元以上の運動
第6章　保存則その1―運動量
第7章　保存則その2―力学的エネルギー
第8章　保存則その3―角運動量
第9章　振動
第10章 相対運動と座標変換
第11章 万有引力
付録A　物理で使う、微分と積分
付録B　ベクトルの内積・外積
付録C　2次元・3次元の座標系
付録D　次元解析
付録E　問いのヒントと解答
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第1章　静力学その1―力のつりあいの1次元問題

質点に関する「静力学の法則」

  • 物体が止まっているならば、物体に働いている力の和は0である（つりあっている）。

  • 二つの物体A,Bがあり、AからBに力が働く時には、必ずAからBにも力が働いている。これらの力は互いに逆向きであって大きさは等しい（作用・反作用の法則）。

  • 何と何が「つりあっている」？

    • 物体に働く力である重力と垂直抗力

重力mgと垂直抗力Nが働き、つりあった

  • 重力は質量×重力加速度（g, 約9.8m/s^2）

  • 質点とは質量をもち、かつ「点」すなわち「大きさを考慮に入れる必要がない」物体のこと

  • 地球上における「重力」とは地球の万有引力と地球の自転による遠心力の和

つりあいと作用・反作用は似て非なるもの

  • 「つりあい」は一物体に働く力の和
  • 「作用・反作用」は別々の物体に働く力の和。働きとき、消えるときは「同時」

  • Q. 重力の大きさは場所や時間によって変わる？

    • 重力の大きさは時間や場所によって異なります。例えば、遠心力は自転軸からの距離が遠くなるほど大きくなることから、赤道上の重力は北極や南極よりも約０．５％小さくなります。また、地下の密度構造の違いでも変わります。さらに、同じ場所であっても、月や太陽の引力（潮汐）、地殻変動等により時間的にも変化します。

    • 参考：地上重力測量 | 国土地理院

  • Q. 朝起きてから身長は縮んでいる？

  • Q. ニュートンとしてのNと垂直抗力としてのNの見分け方

力の三要素

  • 大きさ、向き、作用点
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第2章　静力学その2―2次元・3次元での力のつりあい

第3章　静力学その3―剛体のつりあい
第4章　運動の法則その1―1次元運動
第5章　運動の法則その2―2次元以上の運動
第6章　保存則その1―運動量
第7章　保存則その2―力学的エネルギー
第8章　保存則その3―角運動量
第9章　振動
第10章 相対運動と座標変換
第11章 万有引力