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理解する 力学 −科学する心と術を学ぶ−
Mechanics
信州大学教授 学術博士 川村嘉春 著
Ａ５判／272頁／定価2750円（本体2500円＋税10％）／2019年8月発行
ISBN 978-4-7853-2268-7
C3042
本書は，将来，自然科学を用いた研究や技術開発に挑むであろう学生向けの力学の教科書．
高校で「物理」を学んでこなかった学生も理解できるように，各章とも初歩的な内容から始めて，いわゆる標準的な力学の内容を網羅した．各章には，身の回りの題材を含めた章末問題を10題前後用意し，実力養成のための発展問題も収めた．また，力学を理解する上で必要な数学（ベクトル，微分，積分，三角関数など）についても随時説明を加えた．
力学は，身近に視覚的な題材が多く存在し，かつ実験で検証しやすいこと，中学校で基礎的な内容を定性的に学んでいること，定式化において用いる数学はそれほど難解ではないこと，（適切なヒントが与えられれば）独力で理論をつくれること，などから，学生の「能動性」と「創造性」を育むための格好の教材となる．本書を通して，力学から「科学する心と術」を学んでいただければ幸いである．
サポート情報
◎ 章末問題の解答 （pdfファイル）
◎ まえがき
◎ あとがき
◎ 索引（以上 pdfファイル）
◎ 正誤表 (pdfファイル）
1．目指すものを明確にしよう
2．ベクトルに慣れ親しもう
3．微分と積分に慣れ親しもう
4．運動の３法則を身につけよう
5．重力による運動で検証しよう
6．束縛力がはたらく運動で検証しよう
7．振動現象を通して検証しよう
8．減衰運動と強制振動で検証しよう
9．振動現象をさらに探究しよう
10．衝突現象を通して検証しよう
11．惑星の運動で検証しよう
12．仕事とエネルギーにもっと親しもう
13．非慣性系から眺めてみよう
14．剛体の運動を定式化しよう
15．剛体の平面運動で検証しよう
16．固定点をもつ剛体の運動と衝突現象で検証しよう
まえがき （pdfファイル）
1．目指すものを明確にしよう
1.1 目的意識をもとう
1.2 目標を設定しよう
1.3 準備しよう
1.3.1 質点と剛体
1.3.2 力学で使われる専門用語と言い回し
1.3.3 力学で使われる単位と次元
1.3.4 力学で使われる舞台と座標
1.3.5 自然現象を理解する鍵：法則と思考実験
1.3.6 力学を理解するための作業工程
章末問題
2．ベクトルに慣れ親しもう
2.1 ベクトルの演算に慣れよう
2.1.1 ベクトルとは
2.1.2 ベクトルの演算
2.2 座標変換を理解しよう
章末問題
3．微分と積分に慣れ親しもう
3.1 微分に触れよう
3.2 変位，速さ，速度，加速度を理解しよう
3.3 積分に触れよう
3.4 微分方程式に触れよう
章末問題
4．運動の３法則を身につけよう
4.1 ニュートンの運動の3法則を理解しよう
4.1.1 運動の第１法則
4.1.2 運動の第２法則
4.1.3 運動の第３法則
4.2 運動の3法則からの帰結を理解しよう
4.2.1 １つの物体に着目した場合の帰結
4.2.2 ２つの物体に着目した場合の帰結
章末問題
5．重力による運動で検証しよう
5.1 重力の法則を求めよう
5.1.1 リンゴの落下運動
5.1.2 惑星の運動
5.1.3 万有引力の法則
5.2 重力による運動を具体例で考察しよう
5.2.1 自由落下運動
5.2.2 放物運動
5.2.3 指数関数，対数関数
5.2.4 空気抵抗のもとでの運動
章末問題
6．束縛力がはたらく運動で検証しよう
6.1 力のつり合いと作用・反作用をおさえよう
6.1.1 力のつりあい
6.1.2 作用・反作用
6.2 摩擦の法則を理解しよう
6.2.1 静止摩擦力
6.2.2 動摩擦力
6.3 単振り子の運動を考察しよう
6.4 力の起源を探ろう
章末問題
7．振動現象を通して検証しよう
7.1 単振動を考察しよう
7.1.1 単振動の方程式
7.1.2 単振動の方程式の解
7.1.3 エネルギー積分
7.1.4 おもりを吊るした場合
7.2 三角関数と指数関数に慣れ親しもう
7.3 単振り子の運動を再校しよう
章末問題
8．減衰振動と強制振動で検証しよう
8.1 減衰振動を考察しよう
8.2 強制振動を考察しよう
8.3 微分方程式に慣れ親しもう
8.3.1 １階の微分方程式
8.3.2 ２階の微分方程式
章末問題
9．振動現象をさらに追及しよう
9.1 連成振動を考察しよう
9.2 単振り子の厳密解を求めよう
9.3 サイクロイド振り子を考察しよう
9.4 ２重振り子を考察しよう
章末問題
10．衝突現象を通して検証しよう
10.1 衝突について考察しよう
10.1.1 撃力とは
10.1.2 ２物体の衝突
10.1.3 一直線上での衝突
10.2 保存力のもとでの２体問題を考察しよう
10.2.1 ２物体にはたらく保存力
10.2.2 相対座標と重心
10.2.3 重心系における解析
章末問題
11．惑星の運動で検証しよう
11.1 万有引力のもとでの２体問題を考察しよう
11.2 ケプラーの第２法則を導こう
11.3 ケプラーの第１，３法則を導こう
11.4 力の場を理解しよう
章末問題
12．仕事とエネルギーにもっと親しもう
12.1 仕事に親しもう
12.1.1 一定の力がはたらく場合の仕事
12.1.2 一定でない力がはたらく場合の仕事
12.1.3 仕事率
12.2 エネルギーに親しもう
12.2.1 エネルギーとは
12.2.2 保存力がはたらく場合のエネルギー
12.2.3 保存力でない力がはたらく場合のエネルギー
章末問題
13．非慣性系から眺めてみよう
13.1 慣性系を再考しよう
13.2 非慣性系を考察しよう
13.2.1 並進運動に伴う非慣性系
13.2.2 回転運動に伴う非慣性系
章末問題
14．剛体の運動を定式化しよう
14.1 質点系の運動を定式化しよう
14.1.1 質点系の運動
14.1.2 重心の運動
14.1.3 重心系における運動
14.2 剛体の特徴と運動を定式化しよう
14.2.1 剛体の特徴
14.2.2 剛体の運動方程式
14.3 剛体の性質を理解しよう
14.3.1 作用点と作用線
14.3.2 偶力
14.4 対称性と保存則の関係を垣間見よう
章末問題
15．剛体の平面運動で検証しよう
15.1 剛体にはたらく力のつり合いを考察しよう
15.2 固定軸周りの運動を考察しよう
15.2.1 固定軸周りの回転運動
15.2.2 斜面を転がる円柱
15.2.3 実体振り子
15.2.4 滑車の運動
15.3 慣性モーメントの性質を理解しよう
15.3.1 慣性モーメントに関する定理
15.3.2 慣性モーメントの計算
章末問題
16．固定点をもつ剛体の運動と衝突現象で検証しよう
16.1 回転ベクトルを活用しよう
16.2 固定点をもつ運動を考察しよう
16.2.1 オイラーの方程式
16.2.2 軸対称な剛体の運動
16.3 剛体の衝突現象を考察しよう
16.3.1 スイートスポットはどこに
16.3.2 スーパーボールのはね返り
章末問題
章末問題略解
あとがき （pdfファイル）
索引
コラム
謎の仮面現る
ベクトルのこころ
力学の申し子
脳の鍛錬
思考実験と不思議
物理学的なアプローチ
普遍性と準備
バタフライ効果
ジャングルか砂漠か
バランス感覚
観測データ
ヒーロー
限界の打破
心構え
積み上げ方式
仮面の裏側
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川村 嘉春
かわむら よしはる
1961年 滋賀県生まれ．名古屋大学理学部卒業，金沢大学大学院自然科学研究科博士課程修了．信州大学助手，同 助教授を経て現職．専門は素粒子物理学．
（情報は初版刊行時のものです）
素粒子物理学
相対論的量子力学
スタンダード 力学
法則がわかる 力学
物理学講義 力学
大学生のための
力学入門
力 学
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