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物理学を学ぶ意義やメリットとは?物理学の価値や重要性、身につく思考法を解説

 

今回は、物理学を学ぶ方から、物理学を学ぶ意義、について、当事者目線から記事を寄稿していただきました。参考にして下さい。

物理学の基本は大学で学ぶ大学数学の偏微分、積分

私は高校を卒業し、東京の技術系の大学に入学いたしました。
高校でも理科で物理を学んでいましたが、大学も専門は土木でした。
土木ではコンクリート工学、構造力学、橋梁学、水理学、測量学等
理科でいうと主に化学の知識、物理の知識、考え方が求められる学問が
多かったです。

物理は基本的にはF=maさえ知っていれば、大学で学ぶ大学数学の
偏微分、積分等をつかうとほとんどの公式は導かれます。

 

高校時代は、波状公式などいちいち丸暗記などしましたが、
大学では大学数学の偏微分で少し手間はかかりますが、公式から公式まで導いて
大学物理の公式を導いて公式の丸暗記はしなくて済みました。

まず、高校物理、大学数学、大学物理と勉強していけば土木の専門分野の教科を学ぶための、基礎は出来ます。

物理の知識はさまざまな場面で応用

専門分野では、ほとんどの教科で物理の知識の応用が主体となります。

例えば構造力学など色々な建設物の、応力計算の元になりますが、
物理の知識や公式、考え方の元に勉強していきます。

 

その構造力学を使って、橋梁学や、水理学などが構成されていきます。
橋梁学は読んでみた通り、橋を設計するための学問です。

 

よく横浜ベイブリッジが話題になりましたが、それも基礎は物理の知識が
もとになります。

 

物理の考えの元に、構造計算がされてあの美しい橋が出来ました。
つまり元は物理が基礎になっています。

 

最近はパソコンなどで、構造計算しますが
元は物理から始まっています。

 

その考えを応用し、パソコンなどの機械でプログラミングし橋の設計がされます。
水理学は川などの流れ、氾濫などの計算を学門化したものですが、
元の知識は物理から来ます。

 

その水理学を元に河川などの堤防などが設計されます。
あと堤防の高さなどは、確率論から計算されます。

 

これも、数学や物理などが総合されて設計されるものです。
土木に限らず、工業系の分野の学問(工学部)などは、理科の分野では物理、化学の応用から出来ています。

 

したがって、工学部の入学試験にはほとんどと言っていいほど、
理科では化学、物理の試験があります。

そして、そのもとには数学があります。
もちろん英語も勉強します。

 

英語は海外で作られた、公式や物質などを理解するのに使います。
いくら私立の大学でも、数学、英語、化学、物理は基本になります。

分野別ですが、ほとんどの構造物(車、船、鉄道、ビル)は物理の考えが
必要です。

よくよく考えると、電化製品や、日常品、家具なども物理の知識が基本になっているのがわかります。

 

電化製品は電気、電子などの知識がもとに出来ますが
それももととはいえば、物理から来るものです。

 

例えば電子回路や基板なども物理の応用から、計算されるものです。
ほとんどの電化製品は基板に電子回路を埋め込んで、その基板をテレビやコンポや
レコーダーやパソコンやエアコンや冷蔵庫や炊飯器やその他もろもろの電化製品に
基板がついて、作動しています。

 

つまり家電はほとんど物理の応用から、成り立っています。
そして、その構造も物理から構造計算され、頑丈な電化製品が出来上がっています。
もちろん、素材は理科でいう化学の考えから成り立ってはいますが。

 

 

家電ばかりでなく、机や椅子やテーブルなどの家具も。
元とは言えば物理から派生したものだと、私は考えます。
ただ、すべての物質は物理だけの問題では無く。温度に強いか、材質は良いか、湿度に良いかなど、化学、生物、地学の考えも必要ですが。
基本的に、物が壊れるか壊れないかは物理の考えに基づきます。

 

更に軍隊の戦車や航空機や軍艦なども、構造的には物理の考えが元に構造計算されます。

 

大砲やミサイルなども、理科でいうと物理や化学の応用から成り立っています。
火薬は化学の考えによりますが。
大砲などの設計などは、物理の一部である構造力学から計算されます。

 

つまり、物理無くしては物質は成り立たないと思われます。
高校でこれを学ぶのでは早すぎるので、大学で物理を学ぶことは
重要です。

 

そして、物理的考え方、つまり論理性が身に付きます。