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【自宅勉強】高校物理のおすすめ授業動画

物理学

 

授業だけではついていけない

自宅でどうやって勉強すればいいの?

今はYouTubeでたくさんの動画が公開されています。
物理が勉強できる動画もいっぱいあります。
この記事では、自宅で勉強したい高校生の方へ
物理授業のおすすめの動画を分野別に紹介いたします。

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力学

物理をはじめると最初に習うのは力学です。
中学までは、速度は一定の等速直線運動だけを考えてきましたが、
高校に入ると、速度が速くなったり遅くなったりする運動や
直線だけでなく、円運動やばねのように振動する運動も習います。
どの運動もやはり根本は運動方程式から始まります。

$$ma = F$$

この方程式から高校物理の運動を紐解いています。

力学の基礎(等加速度運動)を学ぶ

【高校物理】等加速度運動・運動方程式・エネルギーのまとめ

直線運動を習うと出てくる公式

$$v = v_0 + at$$

$$x = v_0t + \frac{1}{2}at^2$$

$$v^2-v_0^2 = 2ax$$

まずはこの3つの式を覚えることになります。
ですが、ただ覚えるのではなくて、
どのようにして導けるのかをセットで理解したほうがいいです。

映画も、結末だけ見ても面白くないですよね。
導入からいろんな出来事やプロセスを経て、最後の結末につながります。
公式を覚えるだけ、というのは
結末を覚えただけということになります。

円運動の基礎を勉強

【高校物理】等速円運動のまとめ【公式の意味・解法・ニュアンス】

高校の物理では直線運動以外の運動も勉強します。
その一つに円運動があります。
円運動をどのように理解するのでしょうか?
最初は未知の領域なのですが、
これも運動方程式から速度や加速度、エネルギーも導き出せます。

単振動 等速円運動を一面から見る

【高校物理】単振動が手にとってわかる動画(22分)

円運動を横から見ると上下に振動しているように見えます。
このような上下運動が単振動だとイメージしてください。
(ざっくりしすぎな説明ですがはじめての方はこれぐらいでもいいと思います)

例を示すと、ばねの伸び縮みする運動が単振動になります。
それほど難しい話ではありません。
三角関数の理解が必須になりますので慣れておきましょう。

実際に問題を解いてみる

【物理】単振動 徹底攻略!解法をパターン化!!

微分積分を使って、運動を理解する

【高校物理を少しだけ微積で考える②】平面・空間(ベクトル)と微積分

数学で微分と積分を習いますが、
その知識を使うと物理の理解も一段と深まります。

力学でいうと、

変位を時間微分すると、速度になり、
速度を時間微分すると、加速度になります。

速度も加速度も単位時間当たりの変化量で定義されていますので
定義どおりのことを言っているに過ぎないです。

$$\frac{dx}{dt}=v,\frac{dv}{dt}=a$$

実際に問題を解いてみる

【高校物理を少しだけ微積で考える】演習編② 力学総合演習・千葉大学2019

1段背伸びしたい方へ

【高校物理】力のモーメント・重心のまとめ【わかりやすい】

モーメントは私の時代は高校で習わなかったのですが、
今は習うのでしょうか?
回転運動なども理解できますので、
より抽象化したステージで感覚的な学習が進みます。

熱力学

吸熱、放熱による符号の判別が厄介ですが、
エアコンなど実生活にかかわる分野で感覚的なイメージもしやすいです。

断熱変化の基礎を学ぶ

【物理】断熱変化の考え方《基本編》

まずは熱力学第一法則から理解していきましょう。

$$Q=\Delta U+W$$

Wの符号が混乱しやすいです。
気体がする仕事なのか、
気体がされる仕事なのか、
をしっかり判別しましょう。

  • 定圧
  • 定積
  • 等温
  • 断熱

この四つの場合で熱力学第一法則がどのような振る舞いをするか
理解していきましょう。

実際に問題を解いてみる」

【東工大物理】2020 熱・解説動画

気体分子運動論

【高校物理】気体分子運動論【熱力学】

気体の性質を分子を運動から理解していきます。
各分子の振る舞いから圧力や温度、エネルギーの関係に迫っていきます。

波動

波動の要点の整理から

【高校物理】波動の要点を解説した

波が進むイメージです。
簡単に言うと池に石を投げて、波紋が広がります。
それをたくさん重ね合わせたらどうなるか?
波紋は何によって速く進んだりするのか?
などを性質を理解しましょう。

音波はその名の通り波の性質から理解する

【高校物理】音波のまとめ【改訂版】

音も波(縦波)の一つであることが理解できれば、OKです。
ドップラー効果もしっかりと理解しておきましょう。

【高校物理】ドップラー効果を19分で完全にまとめた動画!

救急車のサイレン音をよく聞いてみると
通り過ぎる前と通り過ぎた後では
実は周波数が違います。
それがドップラー効果です。

波の干渉は波通しの足し算

【高校物理】波の干渉・ニュートンリング

波の干渉を理解するのはなかなか大変です。

たとえば波長が長いと回折が大きくなる性質があります。
いままでは呪文のように暗記していただけでしたが、
こちらの動画をみると、理由がよくわかります。

Diffraction interference patterns with phasor diagrams

電磁気学

中学ではオームの法則を理解するぐらいでしたが、
高校では電気・磁気、交流・直流など勉強する範囲は多岐にわたります。
電荷の流れを理解することから始まります。
一見複雑そうに見えても、基本が理解できれば、
多くの問題を解くことができます。

電磁気学の基礎から勉強

【高校物理】電気分野の総まとめ

まずはここから勉強していきましょう。
電荷の性質の理解と、
電圧、電流、エネルギーの理解へとつながっていきます。

交流回路はここを理解しよう

【高校物理】交流回路のまとめ

直流、だけでなく交流の理解もカギになります。
とくに交流では抵抗、コンデンサー、コイルのインピーダンスや位相差の理解が
できることで問題が解きやすくなります。
直流でのコンデンサーやコイルの働きも必須です。

理解するまで混乱する人が多いですが、
抵抗、コンデンサー、コイルの振る舞い、直流と交流の違いを
しっかり理解すれば後は応用の話になります。

磁石の働きを定量的に知る

【高校物理】磁気の総まとめ・イメージ【30分ですべてわかる】~要点・語呂合わせ・~

電気と磁気には密接に絡み合っています。
ですので電気を理解するなら磁気の理解も必須です。

コンデンサの働きを直感的に理解する

【物理】コンデンサーはこれだけ! 完璧に!

コンデンサーの問題を解いてみることで
電荷の移動や保存の法則を理解できているかがわかります。
数をこなせば慣れてきます。

Capacitors and Capacitance: Capacitor physics and circuit operation

 

原子物理

量子力学の入り口にもなります。
大学でもかなり重要な分野となりますので、
しっかり理解しておきましょう。
いままでの古典物理学では理解できない現象があります。
粒子と波の二重性などです。
「そういう世界だ」
と思ったほうがいいです。

私たちが生きている世界は、
限定的な世界だということも分かったりします。

まとめ動画で基礎をおさらい

【高校物理】学校の授業1コマ分で、原子が全部理解出来て暗記も出来る動画【まとめ・語呂合わせ】

公式も多く、また化学との関連も深い分野です。
定数もいっぱいあるので、手計算も面倒なことが多いです。
手計算は間違えずにやることと、
理論をしっかり理解することが大事です。

光電効果

【高校物理】光電効果を4分で理解する動画

この動画では触れていませんが
光電効果は光子という光の粒が出てきます。
この光子は素粒子を学ぶと出てくるのですが、
かなり重要な分野だと個人的に感じています。
押さえておくことをおすすめします。

またアインシュタインがノーベル賞を取ったのは
実は相対性理論ではなく、
光電効果についての研究で賞をもらっています。

今回紹介したYouTubeチャンネル

化学好きな東工大生・かずき

実際に入試問題を紙上で説いて説明するスタイルです。
試験問題を解くシチュエーションに近い状態で学ぶことができます。
時間配分や説いている時の思考などがよくわかります。
また、問題を解く場合のパターンも説明していますので、
受験対策でかなり重宝します。

カサニマロ【べんとう・ふきのとうの授業動画】

基礎理論をまとめた講義をアップしています。
授業動画としてとても重宝します。
他教科の動画もたくさん投稿していますので、
かなり広範囲の勉強ができます。

予備校のノリで学ぶ「大学の数学・物理」

ファボゼロのボケをすんな!

とよく突っ込んでいますが、
かなり見やすい動画になっています。
教室の授業とYouTubeの授業は違います。

高校の物理の授業もしてくれています。

こちらの記事でもヨビノリたくみさんのYouTubeチャンネルを紹介しています。

Physics Videos by Eugene Khutoryansky

英語ではありますが、字幕表示モードをON(日本語)にすれば、
日本語の解説も出てきますので、
英語がわからなくても問題ありません。
CGを使って直感的な理解を助けています。
大学レベルの難しい理論も理解が進みやすいです。
一段背伸びしたい方に最適です。

まとめ

学校の授業だけでなくても、
良質な勉強素材が容易に手に入る時代になりました。
これを生かさないのはもったいないです。
とくにCGを使ったアニメーションは
物理の運動を理解する大きな助けになります。
板書と文章と口頭の説明を補完するのにとてもいい教材です。
ぜひ活用してください。

最後に物理学全体の統合できる動画を紹介します。

大学で学ぶ物理を板書1枚にまとめてみた
Philosophy of Physics

こちらの記事では「世界史」「数学」の授業動画を紹介しています。

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