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物理基礎ポータルmd b6bdf21
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物理基礎ぶつりきそポータル

date2026-07-14document_iddoc_10fbcfc78d1d6ded35434b8995d84355description物理を読む前提として、単位・次元・自由体図・運動方程式の立式を一本の入口にまとめる基礎ポータルである。type講義statusactiverelateddata/lecture/physics/physics-portal.lecture.n.md / data/lecture/physics/foundation/units-dimensions-and-significant-figures.lecture.n.md / data/lecture/physics/foundation/force-diagrams-and-equations-of-motion.lecture.n.md / data/exercise/physics/foundation/units-and-free-body-diagrams.exercise.n.md
portalphysicsfoundationlecture

1導入どうにゅう

この講義こうぎでは、りょう単位たんいつきでき、対象たいしょう固定こていし、からしきうつ基本手順きほんてじゅん説明せつめいする。

力学りきがく熱力学ねつりきがく電磁気でんじきのどれへすすんでも、最初さいしょ必要ひつようになる確認かくにんおなじである。

  1. 単位たんい次元じげんdimension整合せいごうしているか。
  2. 対象たいしょう物体ぶったいまたはけいsystem明確めいかくか。
  3. えがいた矢印やじるしが、ちからなのか速度そくどなのか加速度かそくどなのかを区別くべつできているか。
  4. 法則ほうそく適用てきようできる条件じょうけん確認かくにんしているか。

2順序じゅんじょ

まず単位たんい次元じげんりょうかた確認かくにんし、つぎ自由体図じゆうたいずfree-body diagramちから整理せいりする。この順序じゅんじょにする理由りゆうは、単位たんいわないしきただしくても成立せいりつせず、曖昧あいまいしき単位たんいっていても対象たいしょうあやまるからである。

data/lecture/physics/foundation/units-dimensions-and-significant-figures.lecture.n.md data/lecture/physics/foundation/force-diagrams-and-equations-of-motion.lecture.n.md

3方針ほうしん

基礎きそ段階だんかい固定こていする手順てじゅんつぎである。

段階だんかい確認かくにんするもの失敗しっぱいするとこること
りょう確認かくにん単位たんい次元じげん有効数字ゆうこうすうじせないりょう
対象たいしょう固定こてい1 物体ぶったいか、系全体けいぜんたい内力ないりょく外力がいりょく混同こんどうする
作成さくせい自由体図じゆうたいずじく正方向せいほうこう符号ふごうきがくずれる
しき選択せんたく運動方程式うんどうほうていしき保存則ほぞんそく幾何条件きかじょうけん無関係むかんけい公式こうしき使つか

4直感的ちょっかんてき説明せつめい

単位たんいは、りょう種類しゅるい表示ひょうじするふだである。ちからとエネルギーはどちらも数値すうちあらわせるが、単位たんいちがうのでせない。

自由体図じゆうたいずは、しきれるちから名簿めいぼである。速度そくど矢印やじるし運動うんどうきは重要じゅうよう情報じょうほうだが、ちからではない。自由体図じゆうたいずれるのは、えらんだ物体ぶったい実際じっさい作用さようするちからだけである。

5厳密げんみつ説明せつめい

物理基礎ぶつりきそ最小さいしょう構造こうぞうは、つぎふたつである。

まず、単位たんい次元じげんしき必要条件ひつようじょうけんあたえる。たとえば

m[kg;M]×a[m/s2;LT-2]hasdimensionMLT-2

であり、これはちから F[N;MLT-2]おな次元じげんである。したがって F=ma単位たんいめん整合せいごうする。

つぎに、運動方程式うんどうほうていしき対象たいしょう固定こていしてから使つかう。物体ぶったい A にたいして立式りっしきしているなら、合力ごうりょくとしてすのは A に作用さようする外力がいりょくだけである。A が B におよぼすちからは、B に作用さようするちからなので、A の自由体図じゆうたいずにはれない。

6見分みわかた

  • 数値すうちおお問題もんだいでは、まず単位たんい確認かくにんする。
  • ちから複数ふくすうある問題もんだいでは、まず自由体図じゆうたいず作成さくせいする。
  • 保存則ほぞんそく使つかまえに、保存ほぞんするりょううしなわれるりょう区別くべつする。
  • こたえの単位たんいもとめるりょうちがうなら、計算けいさんよりまえ立式りっしきうたがう。

7どこまで成立せいりつするか

このポータルは入口いりぐちである。単位たんい自由体図じゆうたいず強力きょうりょく検査けんさだが、ただしさの十分条件じゅうぶんじょうけんではない。単位たんいっていても、係数けいすう符号ふごうあやまることはある。自由体図じゆうたいずただしくても、保存則ほぞんそく適用条件てきようじょうけんはずせばこたえはあやまる。

8最終形さいしゅうけい

[PARSE ERROR: Undefined("Command(\"boxed\")")]単位で量を確認し、自由体図で力を確認し、条件を確認して法則を使う

9一言ひとことでいうと

物理基礎ぶつりきそは、公式こうしきまえりょう対象たいしょう条件じょうけん確定かくていする訓練くんれんである。

10演習えんしゅうリンク

data/exercise/physics/foundation/units-and-free-body-diagrams.exercise.n.md

11関連かんれんリンク

data/lecture/physics/physics-portal.lecture.n.md data/lecture/physics/mechanics/mechanics-portal.lecture.n.md
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