古典力学

古典力学とは、一般的に、相対性理論と量子論が登場する以前の物理学を指す。
狭義にはニュートン力学を指すことが多い。ケプラーやガルレオの研究をニュートンがまとめあげて完成させた。

物体

大きさを持たない物体を質点という。質量を持つ点の意味である。実際の物体は大きさを持つが、運動の大きさに対して物体の大きさが無視できるほど小さければ質点と見なしてよい。 大きさを持ち、力を加えても変形しない物体を剛体という。実際の物体は力を加えると多少なりとも変形するが、力を加えても変形が無視できるほど硬ければ剛体と見なしてよい。 大きさを持ち、力を加えると変形するが、力を加えるのを止めると元の状態に戻る物体を弾性体という。 気体や液体のように決まった形を持たず、流れる物体を流体という。流体については古典力学ではなく流体力学で扱う。

運動の三法則

運動の第一法則（慣性の法則） 物体に力が働かないとき、物体は静止状態か等速度運動を続ける。 第一法則は第二法則の特殊な場合というよりも、第二法則が成り立つための前提条件と考えたほうが良い。

運動の第二法則（運動の法則） 加速度の大きさは力の大きさに比例し、物体の質量に反比例する。 運動の第二法則を式で表すと、運動方程式$F=ma$となる。もっとも簡単な直線上の運動の場合には$F,a$ともに符号付きの実数だが、より自由度が高い平面上や空間内の運動の場合には加速度、力ともにベクトルで表される。従って運動方程式はベクトル式${\vec {F}}=m{\vec {a}}$ となる。力の源として典型的なのは万有引力、電磁気力、及び接触しているほかの物体から受ける力である。

運動の第三法則（作用反作用の法則） ある物体が他の物体に力を与えるとき、ある物体は他の物体から大きさが等しく、逆向きの力を受ける。

力

力には様々な種類が存在するが、遠隔力（場の力）と直接働く力の2つに大きく分けられる。

万有引力 質量を持つ物体同士が引き合う力である。万有引力は万有引力の法則$F={\frac {mM}{r^{2}}}$によって表される。

重力　W=mg

クーロン力　電荷を持つ物体同士が引き合ったり押し合ったりする力である。クーロン力はクーロンの法則$F={\frac {qQ}{r^{2}}}=qE$によって表される。

ローレンツ力　$F=q(v\times B)$

弾性力　ばねから受ける力である。弾性力はフックの法則$F=-kx$によって表される。

張力

垂直抗力　物体を置いたり、壁を押したときに受ける面に垂直な力である。Nで表される。大きさは未知である。

摩擦力

浮力

等加速度直線運動

速度の公式$v=v_{0}+at$

変位の公式$x=x_{0}+v_{0}t+{\frac {1}{2}}at^{2}$

$v^{2}-{v_{0}}^{2}=2a(x-x_{0})$

放物運動

放物運動は等速度運動と等加速度運動を合成したものと考えることができる。

初速度$v_{0}$

初速度の水平成分$v_{x}=v_{0}\cos \theta$

初速度の鉛直成分$v_{y}=v_{0}\sin \theta$

最高点に到達するまでの時間$T={\frac {v\sin \theta }{g}}$

最高点の高さ

強制振動

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