【修訂版】世界第一簡單物理學【力學篇】 マンガでわかる物理力学編

　　漫畫→圖解→解說
　　經典科普漫畫──全新修訂版！
　　邀請專業老師修訂，知識更進化、更精準，讓你輕鬆看漫畫學會物理力學！

　　本書藉由漫畫清楚描繪力學的動態意象，另輔以文字說明概念，最後以循序漸進的方式說明力學基礎知識，以及與生活相關的物理學。如此一來，使得原本枯燥乏味的力學現象及相關定律變得更有趣，任何人都能依以下指示，隨著本書的安排輕鬆習得力學知識。

　　專門請了臺大物理學教授及物理所研究生進行修訂，確保大家都能獲得正確的知識，閱讀更順暢、專業度也提升！

　　物理學是一門與自然現象息息相關的學問。力學即為其基礎。一般教科書多以文字敘述力學的動態意象，缺少了圖像連結使初學者總無法體會實際概念與真正有趣之處。本書藉由漫畫將力學的物理運動，以及力隨時間變化所產生的變動以動態方式表現出來，期望讀者能清楚理解力學的基礎概念──「牛頓三大運動定律」、「動量與衝量」、「功與能量」、「力學能守恆定律」。

　　本書的用法    
　　本書專為不擅長物理的人至理工科系的大學生等不同程度讀者所撰寫，為了使各種讀者可配合自己適合的程度學習，而分成「漫畫部分」、「進階」、「挑戰」三個階段。

　　正要學習物理的人或是學不好物理的人：首先請僅閱讀漫畫部分。即使碰到無法理解的地方，也無需在意。你將會因為有趣的漫畫而順利讀完吧！讀完一遍漫畫後，接下來請連同「實驗室」再閱讀一次。雖然會出現數學算式，但由於僅會使用到國中程度的數學，若認真閱讀，應可漸漸理解！若即使如此還是有無法理解之處，就請略過吧！讀得越透徹，越能漸漸懂得物理的思考法。之後，再請依自己的興趣及理解程度，慢慢往進階部分和挑戰部分邁進。此外，請利用在本書學得的力學定律，試著思考生活週遭的現象。重要的是，不斷思考。

　　物理成績普普，但想進一步學習高中程度物理力學的人：請盡量閱讀進階部分。進階部分為補充漫畫內容的解說。若是非常喜歡理科的人，即使是國中生也可以理解！此外，對於書中出現的算式，請自己計算一遍。請不要死背公式，因為藉由基本定律導出結果是理解物理的關鍵之一。

　　大學生．理工科系出身的社會人士．喜歡物理的高中生：請一路讀至挑戰部分。此部分是以高中程度的微積分，進一步為漫畫內容作補充。微積分是由發現三大運動定律的牛頓所創造的，為充分運用力學所不可或缺的道具。此外，使用微積分後，可清楚地展示出力學各定律間的關聯。若不看書，也能由牛頓三大運動定律導出動量守恆定律、功和動能的關係、能量守恆定律的話，則表示你已具備相當的物理實力。

　　希望大家在閱讀這本書時，都能毫無壓力的輕鬆學習物理學知識！

作者簡介

新田英雄 (NITTA HIDEO)

　　1987年日本早稻田大學部理工學研究科博士課程修了。

　　現任：東京學藝大學助理教授。理學博士。
　　專長：理論物理學、物理教育。

　　主要著作
　　「物理和特殊函數(物理數學One Point)」(共立出版)
　　「用Excel學電磁學」(共著，OHM社)
　　「用Excel學簡單的量子力學」(共著，OHM社)

審訂者簡介

朱士維

　　臺灣大學物理系教授。現任分子影像中心副主任、創新設計學院副院長，並擔任台灣物理學會理事、清大腦科中心組長等職。目前除擔任多項國內外會議委員，亦為美國生物物理學會期刊Biophysical Reports的編輯委員。曾獲得台大傑出教師獎、台大優良導師獎、傑出人才基金會年輕學者創新獎、科技部未來科技獎等教學與研究獎項。

　　曾在Tubingen University，Osaka University，Heidelberg University，與Bordeaux University擔任客座教授。

　　研究領域：光學顯微技術、奈米光學

李荐軒

　　2020國立臺灣大學物理學系畢業，獲得108學年度國立臺灣大學理學院畢業生院長獎。現就讀於國立臺灣大學物理學研究所二年級，研究領域為矽奈米光學。

譯者簡介

林羿妏

　　2006年畢業於台灣大學國際企業學系，目前為兼職口筆譯者。譯有：《圖解燃料電池》、《世界第一簡單 統計學》、《世界第一簡單 微積分》《世界第一簡單 密碼學》《世界第一簡單 電學原理》（以上皆為世茂出版）。

序 章 開始對物理產生興趣？！ 1

第一章 作用力與反作用力定律
1. 作用力與反作用力定律 14
何謂作用力與反作用力？ 15
力的平衡 20
力的平衡及作用力與反作用力定律 23
超距力及作用力與反作用力定律 30
2. 牛頓運動定律 33
力學為物理的基礎 33
進階
純量和向量 37
向量的基礎 37
力的平衡及力的向量 39
牛頓三大運動定律 41
畫出表示重力的力的向量位置 42
挑戰
以算式表示作用力與反作用力定律 43
重力及萬有引力 44
 
第二章 力與運動
1. 速度與加速度 48
等速度直線運動 48
等加速度運動 52
實驗室當速度不固定時的前進距離……55
2. 運動定律 60
慣性定律 60
運動方程式 68
實驗室以計算來求出正確的力的值……75
拋物運動 77
進階
等加速度運動的三個公式 87
平行四邊形定律 88
力的合成及分解 89
沒有力作用的狀態及牛頓第一運動定律 91
有力作用的狀態及牛頓第二運動定律 91
速度．加速度．力的方向 92
物體不具有力 93
力的單位 N（牛頓） 93
挑戰
如何決定質量與力？ 94
重力的大小 95
拋物運動 97
速度．加速度及微積分 100
v-t圖形的面積及移動距離 101

第三章 動量
1. 動量及衝量104
如何表示運動的強度？106
實驗室依質量不同造成動量的差異……109
動量的變化及衝量111
實驗室求出擊球的動量……117
2. 動量守恆120
作用力與反作用力及動量守恆 120
實驗室宇宙及動量的定律……126
3. 有用的「動量變化＝衝量」129
用來降低衝擊129
用來發出快速球133
進階
動量及衝量139
生活中的「動量及衝量」140
導出動量守恆定律的方法141
只以動量守恆定律解開的問題：分裂及合體143
動量的單位144
挑戰
作用力與反作用力定律及動量守恆定律145
向量的動量守恆定律146
火箭的推進147

第四章 能量
1. 功及能量152
何謂能量？153
實驗室動量及動能的差異……162
位能164
功及位能169
實驗室確認功的原理……172
功及能量175
實驗室功及動能的關係式……178
安全距離及速率180
2. 力學能守恆定律184
能量的轉變184
力學能守恆定律187
實驗室以算式來表示力學能守恆定律191
求出拋物運動的速度和高度194
實驗室斜面上的力學能守恆定律195
進階
能量的單位 200
上提的功及重力的功的差異201
位能203
向上拋的速度及高度204
挑戰
力的方向與功205
力非固定時的功（一維）206
保守力及能量守恆定律209
彈簧的位能及力210
非保守力及能量守恆定律210
能量守恆定律及硬幣碰撞問題211
附 錄 223
索 引 225