力はforce、速度はvelocity、仕事はwork、量子はquantumです。物理の基本13語を意味・単位・例文で確認し、電磁気や波動の語彙へ進めます。日常語との意味の違いや、似た物理量の区別も説明します。
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1. force：力
物体への押す・引くなどの作用。運動の変化を考えるときは、複数の力を合わせた合力を見る。
単位：N（newton）
The two forces balance each other.
その二つの力はつり合っています。
2. energy：エネルギー
運動・位置などに関わる物理量。仕事や熱を通じて物体や系の間を移動する。
単位：J（joule）
The moving cart has kinetic energy.
動いている台車は運動エネルギーを持っています。
3. velocity：速度
速さと向きを持つベクトル量。位置が時間とともにどう変化するかを表す。
単位：m/s
The ball’s velocity is 3 meters per second to the right.
ボールの速度は右向きに毎秒3メートルです。
4. acceleration：加速度
速度の時間変化率。速さが一定でも、進む向きが変われば加速度がある。
単位：m/s²
The car accelerates as it turns, even at constant speed.
車は速さが一定でも、曲がるときには加速度を持ちます。
5. mass：質量
物体の運動を変えにくい性質、慣性の尺度となる量。重力による力であるweightとは区別する。
単位：kg（kilogram）
This block has a mass of 2 kilograms.
このブロックの質量は2キログラムです。
6. gravity：重力・引力
ニュートン力学では、質量を持つ物体同士の引力として扱う。地球付近の落下でも現れる。
単位：重力という力はN、重力加速度gはm/s²
Gravity pulls the falling ball toward Earth.
重力が落下するボールを地球の方へ引きます。
7. momentum：運動量
ニュートン力学では質量と速度の積p = mv。速度と同じ向きを持つベクトル量。
単位：kg·m/s
Doubling the cart’s speed doubles the magnitude of its momentum if its mass stays the same.
台車の質量が変わらなければ、速さを2倍にすると運動量の大きさも2倍になります。
8. work：仕事
力と、その作用点の変位に関わるエネルギー移動。一定の力ならW = Fd cos θ。
単位：J（joule）
A force perpendicular to the displacement does no work.
変位に垂直な力は仕事をしません。
9. friction：摩擦・摩擦力
接触面での相対的な滑りや、滑り出そうとする傾向に逆らう作用。
単位：摩擦力はN
Friction between the shoes and the ground helps us walk.
靴と地面の間の摩擦が、歩くのを助けます。
10. frequency：周波数・振動数
周期的な現象が単位時間に何回繰り返すか。1 Hzは1秒に1周期。
単位：Hz（hertz）
The source vibrates at a frequency of 100 hertz.
その振動源は100ヘルツの振動数で振動します。
11. quantum：量子
エネルギーなどが離散的にやり取りされる際の単位。光では光子（photon）が例になる。
単位：対象となる物理量による
A photon is a quantum of electromagnetic radiation.
光子は電磁放射の量子です。
12. thermodynamics：熱力学
温度・熱・仕事・内部エネルギーなどの関係を扱う分野。
単位：分野名なので単位はない
Thermodynamics relates heat, work, and internal energy.
熱力学は熱、仕事、内部エネルギーを関係づけます。
13. radiation：放射
電磁波や粒子によってエネルギーが放出され、伝わること。文脈によって放射線とも訳す。
単位：放射の何を測るかによる
Visible light is electromagnetic radiation.
可視光は電磁放射です。
speedとvelocity、massとweightを区別する
| 組み合わせ | 違い |
|---|---|
| speed / velocity | speedは速さという大きさ、velocityは向きも含む速度。円運動では速さが一定でも速度の向きは変わる。 |
| mass / weight | massは質量で単位kg。力学でのweightは重力による重さで単位N。同じ物体でも場所の重力加速度が変わると重さは変わる。 |
| force / net force | forceは個々の力、net forceは合力。質量が一定のニュートン力学では、合力Fと加速度aの関係がF = ma。 |
| energy / power | energyはエネルギーで単位J。powerは単位時間当たりのエネルギー移動・仕事の割合で単位W（watt）。 |
workとfriction：日常の意味だけで読まない
workは日常語では仕事全般ですが、力学では力と変位の関係で決まります。一定の力の大きさF、変位の大きさd、その間の角度θならW = Fd cos θです。力が変位に垂直なら仕事は0、逆向きなら負になります。単に「力を入れた」「物体が動いた」だけでは、どの力がいくら仕事をしたかは決まりません。
frictionも「物体を必ず減速させる力」とは限りません。接触面同士が滑る向き、または滑ろうとする向きに注目します。歩くときの地面からの摩擦は、人を前に進める働きもします。static frictionは静止摩擦、kinetic frictionは動摩擦です。
電磁気と波動で追加して覚えたい英単語
| 英語 | 日本語・意味 | SI単位 |
|---|---|---|
| electric charge | 電荷 | C（coulomb） |
| electric current | 電流。単位時間に断面を通過する電荷の量 | A（ampere） |
| voltage / potential difference | 電圧・電位差 | V（volt） |
| electrical resistance | 電気抵抗 | Ω（ohm） |
| magnetic field | 磁場・磁界。基礎物理でBを指す場合は磁束密度 | Bの単位はT（tesla） |
| wavelength | 波長。同じ位相の点同士の空間的な間隔 | m |
| period | 周期。1回の繰り返しにかかる時間 | s |
周期をT、振動数をfとするとf = 1/Tです。周期的な進行波の速さv、波長λ、振動数fにはv = fλの関係があります。記号Tは式中では周期、単位としてはテスラにも使われるため、量の記号と単位を分けて読みます。
用語の確認：NIST：SIの基本単位と組立単位。例文は学習用に作成しています。
quantumは「何でも共通の最小粒子」という意味ではない
quantumの複数形はquantaです。光子1個のエネルギーはE = hfで、hはプランク定数、fは光の振動数です。振動数が違えば1個の光子のエネルギーも違うので、あらゆるエネルギーや物質に共通する一つの最小単位と覚えるのは不正確です。quantum physicsではquantumが「量子の」という形容詞として使われています。
radiationも、常に目に見えない危険な放射線だけを指すわけではありません。可視光もelectromagnetic radiation（電磁放射）です。ionizing radiation（電離放射線）のように、修飾語を含めて意味を確認します。
用語の確認：OpenStax：質量と重さ。例文は学習用に作成しています。
用語の確認：OpenStax：仕事の定義。例文は学習用に作成しています。
用語の確認：OpenStax：摩擦。例文は学習用に作成しています。
用語の確認：OpenStax：電流。例文は学習用に作成しています。
用語の確認：OpenStax：波長・周期・振動数。例文は学習用に作成しています。
用語の確認：OpenStax：エネルギーの量子化。例文は学習用に作成しています。