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數學女孩物理筆記：牛頓力學
作者：
結城浩
譯者：
陳朕疆
分類：
科學•自然
／
物理
叢書系列：數學館
出版社：
世茂
出版日期：2023/2/3
ISBN：9786267172117
書籍編號：kk0564507
頁數：368
定價：
450
元
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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恒定律，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？ 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况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。
目錄 獻給你 序章 第1章 丟球 1.1 由梨的疑問 1.2 為什麼有這個疑問？ 1.3 伽利略的實驗 1.4 科學與實驗 1.5 朝水平方向丟球的實驗 1.6 水平方向與垂直方向 1.7 再次面對由梨的疑問 1.8 牛頓運動方程式 ●第1 章的問題 第2章 牛頓運動方程式 2.1 力與加速度成正比 2.2 質量 2.3 力 2.4 由「速度」求出「位置」 2.5 「力」→「加速度」→「速度」→「位置」 2.6 函數 2.7 不管哪個時間點都成立 2.8 不管哪個方向都成立 2.9 丟球 2.10 列出兩條牛頓運動方程式 2.11 x方向：「力」→「加速度」 2.12 x方向：「加速度」→「速度」 2.13 x方向：「速度」→「位置」 2.14 y方向：「力」→「加速度」 2.15 y方向：「加速度」→「速度」 2.16 y方向：「速度」→「位置」 2.17 由梨的疑問 ●第2 章的問題 第3章 萬有引力定律 3.1 在高中 3.2 萬有引力定律 3.3 人為決定的座標軸 3.4 積分 3.5 物理學與數學的界線 3.6 不只是為了標出位置 3.7 丟出去的球回到原處的時間點 3.8 丟出去的球回到原處的速度 3.9 丟出去的球可以飛到多高 3.10 求出速度的最大值 ●第3 章的問題 第4章 力學能守恆定律 4.1 力學能守恆定律 4.2 動能 4.3 位能 4.4 力學能 4.5 求出速度 4.6 求出位置 4.7 這是新的物理定律嗎 4.8 米爾迦 4.9 想要證明 4.10 想要發現 4.11 想要自然地發現 4.12 想要更自然地發現 ●第4 章的問題 第5章 飛出宇宙 5.1 乘上m 的意思 5.2 把焦點放在位能 5.3 功 5.4 把焦點放在動能 5.5 功能原理 5.6 另一條路徑 5.7 力與位移方向不同時的功 5.8 力隨時間改變時的功 5.9 功 5.10 保守力作的功 5.11 所以，力學能究竟是什麼 5.12 數學是語言 5.13 衍生自彈簧彈性能力的位能 5.14 衍生自萬有引力的位能 5.15 飛出地球需要的速度 ●第5 章的問題 尾聲 解答 給想多思考一點的你 後記 參考文獻與延伸閱讀 索引
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