【苦手意識を作らない】物理の前に抑えておくべき数学の知識!!

query_builder 2023/12/05

こんにちは!学習塾Scientia代表の戸澤諄也です!


物理が苦手だ...と感じてしまう理由の1つに,数学的な知識が足りていないということをこちらのブログでお話しました!

そこで今回は,具体的にどういう数学知識を持っていればいいのかをお話していきます!


これを先に知っていれば,「苦手」「難しい」と言われている物理も難なく理解することができます!


また,弊塾Scientiaでは各生徒に合わせて数学の指導もしております!

数学の知識に自信がない方でも,必ず理解させます!お問い合わせはこちら

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ベクトルは絶対に欠かせない

ベクトルとは大きさと向きを持つ量で、グラフ内で矢印として表現されます!例えば,原点から(1,1)という向きにむいた矢印は


  • 大きさ=√2
  • 向き=斜め45度方向

という情報をもっています.


物理学では速度や力などをベクトルで表します!というのも,物理では物体の運動を論じるわけですが,「どの方向に」「どれくらいの大きさ」動いたのかが重要になるからです!


さらに,ベクトルの加法や内積を通じて複雑な運動や力学的な関係を記述します.これにより、物理現象を効果的に解析できるのです!


実はこのベクトル,物理基礎の最初っから出てきます(笑)

高校1年生で物理基礎をやる人からすると,全くベクトルを知らない状態でいきなり物体の運動をベクトルで記述させられるんですから,非常に困っちゃいますよね...

あちこちで三角関数が!

ベクトルの次に大事となるのが,三角関数です!


三角関数というのは,cos(コサイン),sin(サイン),tan(タンジェント)に代表されるような数学です.これは普通の高校生であれば数1で「三角比」として,数2で「三角関数」として習います.


物理基礎の「力学」の範囲であれば「三角比」の前半の知識(cos,sin,tanの定義と計算方法)で充分です!


しかし,このタイトルにも書いた通り三角関数は色々なところで出てきます.とくに,物理基礎の「力学的な波動」という分野ではこの三角関数が非常によく出てきます.

「力学的な波動」においては三角関数としての知識(弧度法,周期など)が必要になってきます!


「三角関数」は「三角比」の進化版っぽく聞こえるのですごく難しいのかな,と思う人もいるかもしれません.ですが,そこまで難しいというわけではありません!

それよりも,「三角比」から「三角関数」への定義の拡張が非常に面白いのでそこを楽しんでほしいと思います(笑)

微積で自然現象を解明しよう!

微分積分も物理に非常に重要になっていきます!

微分と積分は,数2の最後の方と数3の最後の方に習います.


なんとなーく耳にした人もいるのではないでしょうか?微分積分は「高校数学の花形」と呼ばれているくらい,数学の中でも重要なポジションを担っています.


ですがこの微分積分は,そもそも物理学の発展とともに誕生しました.微分積分学の祖の1人であるニュートンは,よく知られているように物理学の祖でもあります.

つまり,物理学と微分積分は切っても切れない関係にあるんです!


しかし,高校物理では微分積分を使う授業は行われません.それは,高度な数学を使うと物理離れが加速するという理由が背景にあります.

ですが,微分積分って実は難しくないんです!!

これは僕が京大生だからお高くとまっているというわけではありません(笑)実際,微分積分の公式を覚えると,その計算方法の単純さに驚くほどです.つまり,「微分積分は難しい」という噂が独り歩きしているだけで,実はそこまで難しいわけではないのです(一見難しそうですが!).


微積で自然現象を解明しよう!

微分積分も物理に非常に重要になっていきます!

微分と積分は,数2の最後の方と数3の最後の方に習います.


なんとなーく耳にした人もいるのではないでしょうか?微分積分は「高校数学の花形」と呼ばれているくらい,数学の中でも重要なポジションを担っています.


ですがこの微分積分は,そもそも物理学の発展とともに誕生しました.微分積分学の祖の1人であるニュートンは,よく知られているように物理学の祖でもあります.

つまり,物理学と微分積分は切っても切れない関係にあるんです!


しかし,高校物理では微分積分を使う授業は行われません.それは,高度な数学を使うと物理離れが加速するという理由が背景にあります.

ですが,微分積分って実は難しくないんです!!

これは僕が京大生だからお高くとまっているというわけではありません(笑)実際,微分積分の公式を覚えると,その計算方法の単純さに驚くほどです.つまり,「微分積分は難しい」という噂が独り歩きしているだけで,実はそこまで難しいわけではないのです(一見難しそうですが!).


どうやってこれらを勉強しよう??

全ての範囲をやる必要はない

上にあげた3つの分野は物理にとって必須ともいえる分野です.


そう聞くと

「物理やる前に3つも数学の分野を完璧にしないといけないのか...」

「数学も苦手なんだよな...」

と思う人もいるかもしれません.

ですが,これらの3つともその範囲すべてをマスターする必要はありません!


全てをやっていると時間もすごくかかりますし,物理のためだけにそれをするのは非効率です.


では,どこまでやればいいのか?というのが次の問になります!

先人に聞くべし!

物理のためにはどこまで数学が必要か

というのは,先人に聞くのが一番早いんです!当たり前ですよね(笑)


効率的に勉強をする方法というのは,既に道を歩いてきた先人に尋ねることです.そしてそれを自分で解釈して自分流にアレンジすることです.


そこで弊塾Scientiaでは,物理のための数学として,物理に必要なとこだけを抽出した独自のカリキュラムを用意しています!


物理が苦手な理由は,実は数学の基礎がついていないことも一因にあります.物理を始める前に数学の基礎をつけることも大事です.


そんな物理が苦手な人も,これから物理を始める人も,ぜひScientiaで物理を1から学びましょう!

どうやってこれらを勉強しよう??

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Scientia

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電話番号:090-6185-0274

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