物理が苦手です。どうしたら克服出来るでしょうか。

Question

当方大学生2年生です。
漠然とした質問で何を言いたいのかよく分からないかもしれませんが、物理という学問自体の考え方や解き方が理解出来ないのです。
むしろどういう思考のもと問題に取り掛かればいいのかさえ分かりません。
問題を読むだけでテンパってしまいます。

例えば、
文系教科なら知識量が主なので暗記力を鍛えてとにかく覚える。
数学なら公式をある程度覚えて数式を変形していき解答を導く。
化学なら物質ごとに規則化されたものもあり、実験などのパターンを覚えて考える。
etc

という風に考えて今まで問題を解いてきたのですが、物理に関してはどうしても答えまで思考が辿り着けないのです。答えの形を予想することすら出来ない有り様です。
ただ単に勉強（演習）不足であるということは百も承知しているのですが、高校時代の物理では100%公式と問題のパターンを暗記して当てはめるだけで解くように習ったのですが、それがいけなかったようで、応用物理を習っていく内に、今まで通りでは全部の問題に手が回らないということに気付いた次第です。
しかも試験用に詰め込みを続けてきたせいか実のところ覚えている公式はほとんどありません。
特に私の高校の試験では範囲指定と練習問題が事前に配られ、その範囲だけ公式を覚えていれば解けてしまうというものでした。
そのため、基本からして考え方が分からない所を単元だけ増えていくので、正に窮地に陥っています。
だからといって物理Iから応用物理までの公式と問題のパターンを全て覚えるのは自分には到底無理です。
力学、電磁気、熱力、波動……etc

数学のように細かい公式を覚えていなくとも問題文から何とかして計算をすることは不可能なのでしょうか？
この取っ付きにくさを何とかするにはどうすれば良いのでしょうか？
さながら雲をつかむような感覚に陥っています。

そもそもこの質問自体が物理が出来ない原因のような気もしてきます……。
どなたか親切な方でアドバイスをくれる方はおりませんでしょうか？
厳しくてもいいです。方向性が掴みたいのです。
よろしくお願いします。

tawashi8 · Accepted Answer

物理を学ぶ上では具体的なイメージを掴む事が何より大事だと思います。数学は基本的に抽象的で数式の演算に過ぎませんが、物理はこの世のあらゆる現象を数式を使って一般化させて説明しているので、その現象がどのようにして起こっているのかを考える事が大切です。

数学でｙ＝ｋｘという式を見ても、「ｙはｘの１次関数」という数学の中でのお話ですが、物理では、「ｙという物理量は物理量ｘと物理量ｋに依存している」というふうに考えます。例えば、ある一定の走る速度をｖ、時間をｔとすればその間に進んだ距離ｘはｘ＝ｖｔと表されます。長い時間走り続ければ進んだ距離もそれだけ大きくなるし、当然走る速度が速ければ進める距離も大きくなりますよね。ｘ＝ｖｔなんて公式を覚えるのではなく、進んだ距離は走る速さと走る間の時間によって変化する、依存するという事を理解しましょう。暗記するのではなく何が関わってくるのかという事を考え、理解する事が重要です。

円運動の所で公式が沢山出てきたと思いますが、覚える必要はありません。例として回転の中心からの距離がｒで角速度ωで等速円運動する接線部分の速度ｖはｖ＝ｒωで表されます。図を描けば分かると思いますが、回転運動の軌跡は円弧でありそれはその位置にあった点の移動距離です。円の中心に近い位置の点の軌跡は短いけど、中心から離れれば円弧の長さが長くなりますよね。同じ回転運動上なので角速度ωは共通であり、同じ時間内に運動したなら移動距離が長い方の点の方が回転した速度が速いはずです。円の中心からの位置ｒが大きければ、ある時間内に回転運動する距離も長くなり、ある時間内に回転した距離が長ければ速度が速くなるのでｖ＝ｒωという式が成り立つのです。また、周期Tを表す公式は色々ありますが、T＝２πｒ/ｖを例に挙げれば、これを変形すると２πｒ＝ｖTとなります。２πｒは半径ｒの円の円周の長さで、この円を１周するのに掛かる時間がTなのですから、回転する速度ｖが大きければ早く１周出来るのは当然ですよね。だから周期TはT＝２πｒ/ｖというｖに反比例する式になるのです。このようにある現象に対して周りの条件との関係性や要点さえ理解すれば、他の式も簡単に導出する事ができ、覚えようとせずとも自然に関係式が出てくるようになると思うので、覚えようとなんてしないでください。

物理の授業で運動方程式ma＝Fという式が突然襲って来るので、何の事かさっぱり分からないという人も多いからそこで躓いて物理が苦手な人や嫌いな人が多いのだと思います。変形するとa＝F/mとなって加速度aは質量ｍに反比例しているという関係が得られます。日常生活でもある力で物を押しても重いと動かしにくい経験があると思いますが、これも質量ｍが大きいから加速度aが小さくて動かしにくいんですよ。

物理の数式には必ず意味があります。なぜ積で比例の形なのか、なぜ逆数で反比例の形なのか、なぜそれぞれの項の和で表せるのか、なぜマイナス符号が付くのかなど、式が表してる意味をよく考えてみてください。考えて理解する事が出来れば、自分で数式を立てられようになるので、公式を暗記する必要は無いです。というより暗記では応用が利かないので、色んな場合の時の現象について議論する学問の物理学では歯が立たなくなります。なので、まずは物理現象を頭の中や図でイメージして、またその現象を表す式の意味をよーく考える事が大事です。

頑張ってくださいね。

ninoue · Answer

物理についての考え方等については既に詳しく回答されていますので、その他の点に付いて少し追加します。

高校までは授業を普通に受けて教科書や幾つかの参考書を選んで、必要な場合予習復習を適当にやっておれば済んでいました。

しかし理系工学系の大学の授業では、先ず数学が余り理解できずそれらを理解している事が前提で多くの教科が進んで行くので大変でした。

授業の他に参考書や関連書籍を選んで理解を深め、応用力を付けることが絶対に必要です。

それと社会に出れば其々特長を持った多くの人と協力して仕事を進める事になりますが、学生時代から授業についてやその他の問題でも気軽に話したり相談できる友達を得るのも大切ではないでしょうか。

物理現象の理解には数学の基礎の理解が必要です。

例えば次等を参照下さい。

http://www.geocities.co.jp/Technopolis/5112/index.html
落ちこぼれ理工系学生の数学

長沼伸一郎　物理数学の直観的方法

C.R. ワイリー著　富永泰久訳　工業数学
例題、演習問題:本の最後の奇数番問題の簡潔な答付きで理解度を確認出来ます

http://okwave.jp/qa/q8043298.html
大学の微積分の参考書について質問です！

それからWikipedia:オープンコースウェア/OpenCourseWare として大学の授業内容が公開されています。

まだネットが無い時代に卒業したのでこれらのお世話になった事は無いですが....

MIT, Carnegie Mellon, 東大等の多くのサイトが参考になると思います。

コンピュータを使いこなす事も必要になりますが、次のサイト等が参考になると思われます。
http://www.nr.com/　　Numerical Recipes
   旧版はフリーダウンロード可能です

所が今気が付いたのですが次のような意見もあるようです。
http://mingus.as.arizona.edu/~bjw/software/boycottnr.html
Boycott Numerical Recipes
http://programmers.stackexchange.com/questions/119647/what-modern-alternatives-to-numerical-recipes-exist

その他次等も参考になるかと思われます。

http://english.chakin.com/
英語のゆずりん ～ Useful Links for Learning English ～

http://www.tulips.tsukuba.ac.jp/pub/index-dbs/
学術論文情報データベース

http://www.aozora.gr.jp/
青空文庫

http://www.gutenberg.org/wiki/Main_Page
http://www.gutenberg.org/wiki/Gutenberg:The_Audio_Books_Project

技術者の社会生活に当っての知識等については、次のサイトが参考になると思われます。
数多くのIT関連技術や仕事の進め方等についての情報が豊富なので、一度このサイトを巡回して調べてみて下さい。

http://www.atmarkit.co.jp/
http://jibun.atmarkit.co.jp/info/jwalk/jwalk01.html

その他、一般情報として世界の大きな動きにも関心を持って進んでいって下さい。

http://oshiete.goo.ne.jp/qa/7480834.html
海外情勢などに強くなるには

tetsumyi · Answer

ご自身でわかっておられるようですが、基本的に物理の考え方が間違っています。
記憶して物理の問題を解こうとしても大学では何の役にも立ちません。
物理とは物の理屈を考え、基本的な原理を理解することです。
原理を理解したなら、それを数式として表わすという力を身につけます。
記憶すべきことは少しだけです。

大学物理のテストでは何々について論じなさい、という雲をつかむような問題が出ますが自分で数式に表す力があって、それを変形し解を得るという力を身につかなければ手も足も出ません。
高校時代からこのような考え方が全くできていないようですから、高校時代の物理から本当に自分が基本的な物理原理（法則）の理解ができているか勉強し直してください。

Tori_30 · Answer

とりあえず有効なのは、「単位を揃える」って事だよね。
結局暗記になっちゃうんだけどさ・・・。でも、暗記の効率が少しは上がると思う。
導く答の「単位」をもし知っていれば、その単位になるように提示されたデータを乗算したりすれば良いからさ。基本的な公式の組み合わせでいける。

物理ってほぼ数学だよね。数字だけで理解可能なのがほとんど。

k14i12d · Answer

物理は、諸公式の全てが運動方程式、Maxwell方程式、その他基本原理など呼ばれる方程式から導かれます。
その基本の方程式から、公式と呼ばれる式(運動エネルギー保存、運動量保存、角運動量保存、電磁場の公式)を教科書を見ながらでも、自分で一度は厳密に導いてみましょう。
そうすれば、式を忘れたなんてこともない(あっても導ける)し、式の使い方などが見えてくるでしょう。
物理は正直な話をすると、その式の導かれた背景などを知れば、演習などしなくても解ける問題が非常に多いんです。なぜなら、式を導いてみれば、その式がどのような時に有効か、身を持って感じられるからです。
だから、式をどう使うかではなく、教科書、図書館の本などを利用して、式の導き方及び、その式が導かれた背景などを、しっかり押さえましょう。そうすれば、未知の問題に遭遇した時も、とりあえず、基本となる式(運動方程式やMaxwell方程式)を書いてみて、計算することが可能です。
そうしていくうちに、ああこの問題はこうなりそうだなど、予想(イメージ)が"自然に"湧いてくるでしょう。

物理が苦手です。どうしたら克服出来るでしょうか。

物理を学ぶ上では具体的なイメージを掴む事が何より大事だと思います。

物理についての考え方等については既に詳しく回答されていますので、その他の点に付いて少し追加します。

ご自身でわかっておられるようですが、基本的に物理の考え方が間違っています。

とりあえず有効なのは、「単位を揃える」って事だよね。

物理は、諸公式の全てが運動方程式、Maxwell方程式、その他基本原理など呼ばれる方程式から導かれます。

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