工科系の物理学基礎　質点・剛体・連続体の力学「第２版」

本書では、工科系の大学初年次に学ぶ物理学としての力学を学ぶことができる。
初版から4年を経て改訂された第2版では、エネルギーの保存や連続体の力学に関する記述を見直し、より理解しやすい内容へと改訂した。
第2版でも本書のねらいは変わらず、工学を含めた諸科学を学ぶ際に必須な考え方を身に付けられるよう、学びの流れを丁寧に示すことを重視している。
さらに、演習問題を大幅に追加し、これまで本文各所に配置していた数学的な説明を付録としてまとめることで、本文の可読性と参照の利便性を向上させた。

本書は二部構成となっており、まず第I部では、質点系のニュートンの運動方程式、運動量保存の法則、エネルギー保存の法則、角運動量保存の法則など、また非慣性系における運動についての記述を行っている。
第II部では、質点系の力学を基に固体・液体・気体といった連続体を対象に専門科目につながる現実の物体の力学を記載し、一歩踏み込んだ記述を多く取り入れている。
全体を通して、1つの質点についての力と運動の基本法則の理解から、より広い対象についての力と運動の法則への展開が理解できるよう構成している。

第I部では、高校でも学んだ力学の基本を出発点とし、その上に保存則の系統的な把握とその利用、さらに運動量と質点系の力学についての新たな考え方を積み上げていく。
第II部では、弾性体の変形、波動現象、流体の運動を扱い、これらの現象を支配する法則がより基本的な法則から導かれることを理解できるよう記述している。

本書を教科書として用いた場合の授業時間の制約を考慮し、本文中のテキストサイズに大小の二種類を使用することで、基本的内容と補足的・発展的内容を区別できるようにしているのも特徴である。
また、線積分・ベクトル積・微分方程式についても丁寧に解説している。

【読者対象】
主に工科系の学部学生（1・2年次）、バイオテクノロジー・医学等で力学に関わる分野の学生

目次

第I部 質点と剛体の力学

第1章　質点の運動の記述
　1.1 質点
　1.2 位置
　1.3 速度
　1.4 加速度
　1.5 平面極座標での運動の記述
　　1.5.1 位置座標と速さ
　　1.5.2 平面極座標での速度と加速度
　　1.5.3 2次曲線軌道の極座標表示

第2章　運動方程式
　2.1 力・力積と運動量
　2.2 ニュートンの運動法則
　　2.2.1 慣性の法則と運動方程式
　　2.2.2 作用反作用の法則
　　2.2.3 直線運動・円運動
　　2.2.4 力積と運動量の定理
　2.3 落下と放物運動：等加速度運動
　2.4 バネによる運動
　2.5 単振り子
　2.6 【発展】ひもによる拘束

第3章　仕事とエネルギー
　3.1 1次元運動における仕事と運動エネルギー
　3.2 3次元運動における仕事と運動エネルギー
　3.3 エネルギー保存則・ポテンシャルエネルギー
　3.4 エネルギー保存則の応用（1）：バネ，地球の引力
　3.5 【発展】天体による重力
　3.6 【発展】エネルギー保存則の応用（2）：重力を受ける質点の拘束条件つき運動

第4章　抵抗と摩擦
　4.1 粘性抵抗の作用する運動
　4.2 摩擦力の作用する運動
　　4.2.1 摩擦力
　　4.2.2 摩擦力の作用する斜面上の運動
　4.3 抵抗・摩擦とエネルギーの散逸

第5章　角運動量
　5.1 角運動量保存則（2次元の運動）
　　5.1.1 回転の速度
　　5.1.2 角運動量
　　5.1.3 トルクと運動方程式
　5.2 トルクと角運動量保存則（3次元の運動）
　　5.2.1 トルク
　　5.2.2 運動方程式と角運動量
　5.3 ケプラーの法則
　　5.3.1 面積速度一定の法則
　　5.3.2 ケプラーの法則の導出

ほか

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