入試物理における"イメージ・感覚で解く"ことの本質

こんにちは！武田塾半田校です！

「物理はイメージが大事だ」、「物理は感覚で解ける」などとよく言われませんか？

他の科目では絶対に言われない科目ですよね(笑)。しかし、実際のところイメージとか感覚とかよく分からないですよね。

「感覚って言われても、、、」、「イメージしたって解けないよ」といったところが正直なところだと思います。

今回は受験物理でよく使われる謎ワード「イメージ」「感覚」とはどういうことなのか、詳しく解説していこうと思います。

理科は日常生活から学ぶべし！

見出しにもあるように理科系の科目は日常生活に結びついているものが多いです。

数学はあまり日常生活に直結するようなことはないかもしれません。「微分積分いつ使うん～♪」などと言いますね(笑)

しかし、理科は普段の生活に授業で習ったことや見聞きしたことがあるものがたくさん詰まっています！

生物であれば、草木の分類、それを発展させて植物の細胞の話まで飛ぶことができます。化学では覚え辛い金属の合金などが日常によく使われています。物理は、今この瞬間も私たちの体に起こっている現象を力学的に説明することができます。

このように学校の授業などで習ったことは日常生活の中にたくさん隠れています。

また、普段から意識して考えることで、普段の日常生活が理科の勉強に変わります。

それでは、物理の日常生活での勉強法の紹介をしていきたいと思います。

物理法則の感覚やイメージを養おう

ここで本題です。「物理は感覚が大事」だとか、「イメージで解ける」などと言われますが、日常生活に隠れている物理を見つけてあげて普段から意識してあげることが物理の感覚やイメージを飛躍的に向上させてくれます。

「じゃあ、どう意識すればいいの？」となると思います。その方法を特別に伝授したいと思います。

まずは、物理の力学の範囲から考えましょう。

歩いているときを考えてみましょう。歩いているとき、必ず地面に接触していますから、垂直抗力がかかっていますよね。靴を通して体に重力を打ち消すように垂直抗力がかかっています。

また、歩くときは地面を蹴って進んでいます。地面を蹴るときには靴と路面との間に摩擦力がかかっています。早く歩くほど摩擦力は大きくなりますね。

静止摩擦力μNはμが定数ですから早く進もうとするほどNが大きくなる。すなわち蹴る力が大きいほど早く進むということが分かります。

また、車に乗っているとき加速したとしましょう。加速度に応じて慣性力がかかりますね。車の中では動いていないわけですから、その慣性力はどこで打ち消されているのでしょう。背もたれからの抗力、シートとの摩擦力。慣性力を打ち消すために車のシートとの相互作用があるわけですね。

入試問題にこんな問題は出ないとは思いますが、普段から実用的な物理を考えておくことで実際の入試問題にも簡単に応用することができるようになりますよ！

このように日常から物理を意識することは実際の入試問題にもすごく応用の効くものになってきます。

実際の入試問題を見たときに、「ここに力が働きそうだな―」とか「こっち向きに動くだろう」とか解くために間接的に必要な情報が頭の中で分かってきます。"間接的"と言いましたが、力が働きそうであるとかこっちに動くであろうといった情報は、物理の問題を解くうえで直接的に必要なものではありません。最後は式をたてて、計算し答えを導かなくてはなりません。

しかし、このような感覚的なものは答えとの整合性を確かめるうえで大事になってきます。

感覚的に絶対に左に動くはずの物体が計算したら右に動いてしまった・・・。

ここに力がかかっているはずだから、この式は間違っているな～。

など、感覚を養うことで答えの予測までできるのです。筆者も物理がイメージで解けてしまうからこそ、素早く正しい解法を導くことが出来ました。