數學女孩物理筆記：牛頓力學

＜內容簡介＞

★★★臺灣大學物理系教授朱士維、師大附中物理科代理教師李荐軒 審訂★★★

暢銷科普輕小說「數學女孩」推出全新系列「物理筆記」！

由「我」和由梨、蒂蒂、米爾迦三位數學女孩，共同探討物理的奧妙。
牛頓運動方程式、萬有引力定律、力學能守恆定律、動能、位能……透過人物之間的對話，可以仔細解讀在物理學中容易讓人無法理解的部分，也能對牛頓力學有著更扎實的認識，同時也能享受到一些樂趣。
這就是前往物理學的第一步。

本書的主題是在高中物理中首次學習到的「牛頓力學」。
講述投球和拉彈簧的物理學是具體易懂的。但是，在處理像「力量」和「能量」這樣肉眼看不見的東西時，很多學習者都會感受到似懂非懂的焦躁。
另外，物理學中出現的公式也容易妨礙學習者的理解。
如果無法理解清楚使用公式的理由和公式是用來表示什麼的，就會讓人留下模糊的印象，搞不清楚「到底是在做什麼」。
在本書中，通過登場人物們的對話，精心闡明相關物理學的知識。
另外，也好好回答了「為什麼會是這樣的概念」，以及「為什麼那個式子是成立的」這樣直接又儉樸的問題。

通過本書，一邊享受一邊好好地理解作為學習物理學第一步的牛頓力學吧！
這本書除了適合給國、高中生讀，也很推薦給想從基礎開始重新學習物理學的大學生和社會人士。

在第1章中，思考投出去的球為什麼會呈抛物線飛行。從直觀的話題開始思考「觀察球的運動」是怎麼回事。學習伽利略進行的實驗及其科學意義，體驗、發現到平時我們認為理所當然的事情中，其實也有很多意想不到。

第2章中，為了詳細觀測球的運動而解測了必要的事物。在仔細確認時間、位置、速度、加速度、質量以及力等物理學的基本用語意思後，學習「牛頓的運動方程式」。另外，具體確認「積分」的計算相當於圖表的面積。

在第3章中，我們將學習牛頓發現的「萬有引力定律」，同時並一步步確認使用公式分析來自重力的質點運動。在這過程中，將討論物理學和數學的關係，以及為什麼要在物理學中使用公式。

在第4章中，學習「動能」「位能」以及「力學能」。仔細確認定律的含義之後，才能了解定律在物理學中的作用。另外，也學習在物理學中使用公式的意義和「微分」的計算。

在第5章中，將更深入理解力學能量守?定律，然後學習很難理解的「作工」和「能量」的關係，同時進一步學習物理學中必要的數學，如「向量」和「內積」。 以數學式導出「彈簧彈力產生的位能」和「萬有引力產生的位能」等。

就像薛丁格說的，
這個世界複雜得讓人感到困惑，
從已知事物中找出規則，就是一種奇蹟。
——尤金．維格納

丟出去的球正在往上飛。
飛行中的球正在往下墜。
這些事看起來都理所當然。
習慣後的事都是理所當然。

丟出去的球，為什麼會往上飛？
飛行中的球，為什麼會往下墜？
越是追問下去，越覺得不可思議。
在已習慣的世界中，充滿了不可思議。

放開手之後，蘋果會下墜
蘋果離手後，為什麼會下墜？

夜空中的月球，為什麼不會下墜？
還是說，月球也在下墜中呢？

克卜勒、伽利略、牛頓。
他們發現了什麼呢？
他們問了什麼問題呢？
他們說了什麼話呢？

我們看到了什麼呢？
我們問了什麼呢？
該用什麼樣的言語，
說明隱藏在世界中的定律呢？
該用什麼樣的言語——來描述一切呢？


★讀者推薦：

～～海外讀者好評不斷～～

●仔細解說了作為力學基礎的自由落下，很有趣。 不僅僅是對落下的相關法則進行一般的說明。 因為提出問題的視角很有趣，所以能興奮地學習在一般情?下會覺得很無聊的部分。在高中開始學習物理的時候就讀這本書會很好。

●將牛頓力學的推導過程，以順暢易懂，容易表達的方式表現出來，從高中物理初學者到已經修完課程的人，都能覺得有趣的一本書。最好的就是自己被登場人物們的問答吸引，自然地就下筆如有神。

●有著在專業書籍中沒有的切入點，讓人能享受物理的樂趣。 推薦給對背誦公式感到疲憊的人。

●我是數學女孩系列的粉絲。 這是第一次接觸物理講座，我讀得津津有味。 說起來，學習數學的人中，只有少數人能成為數學家。 大部分人都將數學當作工具，所以我認為應該有更多像本書這樣的搭配寫法。


＜作者簡介＞

結城 浩
1963年生。2014年日本数学会出版賞得主。執筆寫作有關程式語言、設計模式、密碼、數學等領域的入門書。最新著作是「數學女孩系列」。是一個最喜歡巴哈的「賦格的藝術」作品的新教基督徒。出版有2011《數學女孩╱費馬最後定理》，2012《數學女孩╱哥德爾不完備定理》，2013《數學女孩╱隨機演算法》、2014《數學女孩╱伽羅瓦理論》（世茂出版）、2021《數學女孩》、2015—2022《數學女孩秘密筆記》系列。
http://www.hyuki.com/