【物理攻略】勇者よ来たれ！RPGで学ぶ「運動方程式」の倒し方
サイエンストレーナーの桑子研です。毎日が実験。
物理って、なんだか難しそう…そんな風に感じていませんか？公式や計算がたくさんあって、見るだけで頭が痛くなる、なんて声も聞こえてきそうです。でも、もし物理の世界が、あなたが夢中になるRPGゲームのような冒険だとしたら…？
この記事では、物理の基本法則「運動方程式」という名のモンスターを、ゲーム感覚で楽しく攻略していきます。この記事を読み終える頃には、あなたも物理の勇者への第一歩を踏み出しているはず。さあ、冒険の旅に出かけましょう！
「ニブッタイノウンドウ」があらわれた！
なめらかな氷の床の上に、巨大なゴーレムA（質量4kg）と、それにくっついたスライムB（質量m[kg]）が現れた！
勇者であるあなたは、ゴーレムAに40N（ニュートン）の力で攻撃を仕掛けた！すると、２体は一体となって4m/s²の加速度で滑り始めた！ニッシッシ。さあ、この状況を分析して、次の問いに答えてみろ！ただし、重力加速度は考えなくて良いとするゾ！
(1) ゴーレムAが、背後にいるスライムBを「押している力」の大きさは？
(2) スライムBの質量m[kg]を求めてみろ！
→ コマンド どうする！？
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▷ 自力で解く
村人Aの話を聞く（ヒント）
村人Bの話を聞く（ヒント）
呪文を思い出す（復習をする）
逃げる（解答を見る）
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▷ 村人Aの話
物理の世界、特に力学を冒険する上で、絶対に欠かせない魔法の呪文…。
それが、かの有名なニュートンが見つけ出した「運動方程式」であったな。
F=ma …。一見するとただの短い式じゃが、これこそが物体の未来の動きを予言する、強力な呪文なのじゃ。Fは「力」、mは「質量」、aは「加速度」。つまり「物体に力が加わると、その物体は力の向きに加速する」という、世界の根本的なルールを表しておるんじゃよ。
さて、きみはこの呪文の使い方、覚えておるかな？
▷ 戦闘に戻る
▷ 村人Bの話
このモンスターを攻略するコツは、博士がいつも言っている「３ステップ」で、丁寧に物事を考えることにあるのよ！
思い出して！
ステップ１：物体にはたらく力をすべて見つける！
これが一番大事！風船みたいに、自分がその物体になりきってみるの。自分がゴーレムAだったら、何に押されて、何に触れている？自分がスライムBだったら…？
ここで面白いのは、「AがBを押す力」と「BがAを押し返す力」は、必ず同じ大きさになるという法則（作用・反作用の法則）があることよ。壁を押したら、壁からも同じ力で押し返されている感覚、あれと同じね！
ステップ２・３：式を立てて、解く！
物体は床の上を水平方向にしか動かないわよね。ということは、上下方向の力（重力と床からの力）はつり合っているはず。だから、動きに関係する「水平方向の力」にだけ注目して運動方程式を立てれば、きっと答えが見えてくるわ！
▷ 戦闘に戻る
▷ 呪文を思い出す
呪文「３ステップ解放の考え方」を唱えた。
「呪文の虎の巻」を広げた。
▷ 戦闘に戻る
▷ 逃げる（解答をみる）
勇者はケン博士の知恵を借りることにした！
モンスターを倒した！
「ニブッタイノウンドウ」を倒した！
経験値 ５０ を得た。
２０ゴールド を得た。
Level2 に上がった！
おめでとうございます！博士の助手です。
今回の冒険、みなさん無事にクリアできたでしょうか？
この「３ステップ解法」は、物理の様々な問題に応用できる万能な攻略法です。ぜひ、他のモンスター（問題）と戦うときにも使ってみてくださいね。
大学入学共通テストで運動方程式が出なかった年はありません。それだけではなく、例えば「電磁気学」で、目に見えない電気の粒がどう動くかを考えるときも、この運動方程式が冒険のコンパスになります。力学は、物理という壮大な物語のすべての土台となっているのです。
物理が苦手だと感じている人こそ、まずはこの運動方程式と仲良くなることから始めてみましょう！
それでは！Enjoy Science！
人生ドラクエ化マニュアルについて
このページは、友人がかいた本「人生ドラクエ化マニュアル」の出版を記念して、ゲーム化させたものです。
本の中には私も登場します！こちらにまとめてみました。
素材の提供
敵モンスターの素材はMaterial Worldさんから、村人の素材はゆらゆらドット。さんからお借りしました。素敵な素材をありがとうございます。
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