内容紹介
力学と相対性理論を中心に、物理学の基礎的内容をわかりやすく丁寧に解説。日常的な話題を取り上げるとともに、高校までと異なり微分方程式や積分などの数学的道具を使って、法則や方程式の背景や意味も理解できるよう解説。さらに、多くの例題、問題を掲載し、読者が手を動かし頭を使って解くことで、深い理解を促し、実践的な力がつくように配慮。
目次
１ 力，位置，速度，加速度
１．１ ベクトルとしての力
１．２ 位置とベクトル
１．３ 速度と加速度
１．４ ベクトル変数による微分
１．５ まとめ
２ 運動の法則
２．１ 運動の第１法則
２．２ 運動の第２法則
２．３ 運動の第３法則
２．４ 微分方程式の解法
２．５ 重力と放物運動（大砲のたま）
２．６ 速度による抵抗（雨滴）
２．７ 束縛運動（ジェットコースター）
２．８ 単振り子
３ 運動方程式の積分
３．１ 運動量と力積
３．２ 角運動量と力のモーメント
３．３ エネルギーと仕事
３．４ 保存力とポテンシャル
３．５ 場としてのポテンシャル
３．６ 力学的エネルギー保存則
３．７ １次元の運動
３．８ 摩擦力
３．９ まとめ
４ 振動と波動
４．１ 単振動
４．２ 減衰振動（自動ドア）
４．３ 強制振動（地震）
４．４ 連成振動
４．５ 波動
５ 運動座標系
５．１ 慣性力
５．２ 回転座標系
５．３ フーコー振り子
５．４ 潮汐力
６ 質点系の力学
６．１ 質点系の保存則
６．２ 玉突の力学
６．３ 重心座標系
６．４ 質点系の力学的エネルギー
６．５ 二体問題
６．６ 惑星の運動
６．７ ラザフォード散乱
６．８ 重心系と実験室系
６．９ 質量が変化する物体の運動（ロケット）
７ 剛体の力学
７．１ 剛体の運動方程式とつりあい
７．２ 固定軸をもつ剛体の運動と角運動量
７．３ 慣性モーメント
７．４ 剛体の平面運動（ヨーヨーの運動）とエネルギー
７．５ 撃力
７．６ 剛体の回転運動
７．７ 剛体の自由回転
８ 流体の力学
８．１ 流体
８．２ 流体の静力学
８．３ 表面張力
８．４ 定常流
８．５ 粘性流体
８．６ 渦
９ 相対性理論
９．１ エーテル仮説の破綻
９．２ 相対性原理と同時刻という概念
９．３ ローレンツ変換
９．４ 同時刻，ローレンツ短縮，時計の遅れおよびドップラー効果
９．５ 相対論のパラドックス
９．６ 電磁場の方程式と力学の方程式
９．７ 一般相対性理論
付録Ａ ベクトル解析と積分定理
Ａ．１ ベクトル解析
Ａ．２ ガウスの定理とベクトルの発散
Ａ．３ ストークスの定理とベクトルの回転
