高校物理に微分積分は必要?でも数学が追いついてない…公式が楽に覚えられるのに
高校で物理を学び始めた頃、
こんなこと思いませんでしたか?
「速度と距離の公式が覚えにくい!」
具体的にはこの公式です。
v=v0+at・・・①
x=v0t+1/2at2・・・②
特に距離の方が覚えにくいですよね。
v−tグラフの面積が距離なので
そこから導きましょうと
教わるかもしれません。
でもそれも面倒ですよね。
だから結局丸覚えするしかありません。
いきなり高校物理の挫折ポイントがあるのです。
高校一年生は
こうして覚えるしかないから
仕方ありません。
▼微分積分を使うと物理も便利
しかし数学Ⅱで
微分積分を学んでからでしたら
話は別です。
距離(変位)を微分したら速度、
速度を積分したら距離(変位)と
簡単に導けますから。
確かに先程の①を積分したら
②になりますよね。
もっとも
物理を選択しているくらいならば
数学Ⅱで微積を学ぶ頃には
等加速度直線運動の式は
暗記しているでしょうが・・・
数Ⅲの最後で学ぶので気付かない
変位、速度、加速度を出すのに
微分積分が利用できる。
これは数学では
数Ⅲの最後の方で学びます。
ここで二つ問題があります。
▼学校によっては数学Ⅲの進みが遅くて知らない、気付かない
学校によっては
数学がそこまで行くのが
入試の数ヶ月前だったりします。
だから微積を利用できることを
入試直前まで知らなかったりします。
中には数学Ⅲでやっているのに
物理で利用でできることを
気づいてなかったりもします。
ご縁があってこの記事をご覧でしたら
この機会にぜひ覚えてくださいね。
▼数Ⅲを捨てていて、微積が出来ない
また単振動の公式
x=Asinωt
v=Aωcosωt
a=ーAω2sinωt
これも微積が利用できます。
しかし、数学Ⅲでやる
三角関数と合成関数の
微積の知識が必要です。
ですが理系だからといって
全員が数Ⅲを入試に使うわけでは
ないのです。
中には理系でも数Ⅲは要らないから
捨てたという人もいます。
そうなると物理と数学が
結びつきません。
▼数Ⅲを捨てていても・・・
ですが高校の物理に必要な微積は
数Ⅲの一部です。
数Ⅲについていけなくても
物理を教えながら必要な部分だけ
伝えることができます。
微積を利用できれば
物理を見る世界も変わってきます。
そんなこと思いもしなかったというあなた!
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