無料資料請求ue

物理の公式(特に円運動や単振動など)の公式って覚えなきゃいけない?

物理の公式(特に円運動や単振動など)の公式って覚えなきゃいけない?

物理の公式はたくさんありすぎて、試験中に導出しているととても時間がかかってしまいます。
特に円運動や単振動は多い気がします。
物理で公式はどの程度覚えれば良いのでしょうか?
また、証明もできた方が良いのでしょうか?覚えるコツなどもあったら教えてください。

今回は、「物理の公式を覚えるべきか?」というご相談ですね。

結論から言うと...ズバリ「覚えるべき」です!!
その理由やメリットなどについてご紹介していきます。

1. 大事なのは本質理解

ご相談者さんもおっしゃっているように、いちいち導出していては膨大な時間がかかります。
入試で他の受験生と勝負できません...!
しかし、これまたご相談者さんもおっしゃっているように、全て「丸暗記」しようとするとなかなか大変...。
それに、丸暗記というのは本質理解にかけるので理系教科には好ましくありません。

そう、大事なのはその公式がどこから導かれたのかを「把握」した上で、演習時には反射的に出るように覚えること。
導出元で分けると膨大な公式も数パターンしかなく、覚える手助けとなります。
どこから導かれたのかは教科書にわかりやすく書かれているので、目を通すだけでも理解が深まります。

2. 本質理解が大事な理由

ところで、なぜ「本質理解」が重要なのでしょうか。
深く考えようとすればするほど、時間はかかるし難しくなるし...とお思いの方も多いかもしれませんが、実はそうではないんです!

2-1. 難易度は決して高くない

まず難易度に関して。
「なぜこうなるのか」という説明は、以下でもご紹介するように基本のきの公式からスタートします。
さらに教科書などには高校生でもわかるような、ゴリゴリの数式ではない説明がなされているので丁寧に読むことで理解度が格段に上がり、定着しやすくなるので覚えるのも苦ではなくなります。

2-2. 解く時間は短縮される

次に時間に関して。確かに「なんでこうなるのか?」と考える分の時間はプラスされますが、先にも述べたように理解が格段にアップするので演習の時間は短縮されます。
定着しやすくなるので覚える時間も短くて済みます。
つまり、トータルで見たら時間はむしろ短縮されるのです。

3. 公式以上に使える必要があるのが「法則」

というわけで皆さんには本質理解をした上で公式を覚えて欲しいのですが、公式とセットで、否むしろ公式以上に使える必要があるのが「法則」です。
なぜなら、そもそも物理の問題が聞いているのは「公式を覚えていますか?」ではなく「法則を正しい場面で使えますか?」ということだからです。

物理の中でも特に重要な力学に着目すると、幅広く使われる大元の公式といえば
①力の釣り合い
②運動エネルギーK=1/2mv^
③位置エネルギーU=mgh
 →力学的エネルギー保存則(これはさらにエネルギー保存則から来ています)
④運動の様子(x=vot+1/2at^等)
⑤運動方程式ma=F
⑥運動量p=mv→運動量保存則
これくらい。
他にも細々としたものは多々ありますが、以上を見てもらえばわかるように意外と覚えることって少ないのです。
特に法則なんかは、保存されるか釣り合うか(力のモーメントの釣り合いというのもありましたね)。

4. 単振動の公式に注目

では、ご相談者さんが「公式が多い」とおっしゃっている単振動の公式に着目してみましょう。
例えば、ω=ルートm分のk。これの元となっているのは上の⑤運動方程式ma=Fなんですよ。

バネ定数kのバネに繋がれた質量mの小球の運動方程式について考えてみましょう。
加速度aはa=-ω^x、
これはx=Asin(ωt+ψ)の二回微分から導出できます(導出できるとわかった上で、覚えます)。
また、弾性力は-kx(向きに注意しましょう)。
以上より、運動方程式はm・(-ω^x)=-kxとなるので、ω=ルートm分のkが導かれます。

5. まとめ

いかがですか。導出方法や元の公式を理解した上で公式を覚えていれば、

  • 本質理解ができる
  • だから定着しやすい
  • 問題を解くスピードが上がる
  • 万が一忘れても導くことができる

といいことずくめなのです!
「公式多すぎるよ...」と思う方も多いかもしれませんが、大別すると「たった6種類しかない!」というのを思い出してくださいね。

また、冒頭でも述べたとおり、物理をはじめ理系教科は暗記科目でなく「演習科目」です!
単語帳などを使って公式を詰め込むのではなく、なんども演習を積み重ねて定着させてくださいね。

皆さんが物理を勉強・習得するにあたって、この記事が少しでもお役に立てたら嬉しいです!

公開: 更新:
このエントリーをはてなブックマークに追加

モチベーションアカデミアは、知識や解法の提示だけでなく「勉強の仕方」にもこだわる塾です。

「対話型授業」を通して思考力を高め、「本質的な学力」を獲得します。現状の学力に合わせ、グループ授業・個別授業を使い分けることも可能です。
また人材開発の専門家であるモチベーションアカデミアの講師から指導を受けることで、自らを律し・計画的に目標を達成する力・モチベーション高く挑み続ける心が育まれます。
これにより「本質的な学習習慣」を獲得します。

大学受験に役立つ情報を
無料メールマガジンで配信しています

勉強のやる気を持続させるには?

合格を左右する「確かな学力」を育むには?

50万人以上のビジネスパーソンの支援実績から得た知見で、受験に必要な「本当の力」を育む進学塾モチベーションアカデミアのノウハウが詰まったメールマガジンのご登録はこちらから

[携帯・スマートフォンをご利用のお客様へ]
迷惑メール対策としてフィルタリング設定をご利用の場合は、m-academia.co.jpドメインからのメールを受信できるよう設定をお願いいたします。

モチアカのメールマガジンについて詳しく見る