力学（りきがく）
最終更新：2026/4/16
物体の運動や静止の状態、およびそれらに作用する力に関する物理学の基礎分野。
別名・同義語 物理学運動学
ポイント
ニュートン力学を基礎とし、古典力学から量子力学まで幅広い分野を含む。工学や天文学などに応用される。
力学とは
力学は、物理学の最も基礎的な分野の一つであり、物体の運動や静止、そしてそれらに作用する力の関係性を研究する学問です。日常生活における様々な現象、例えば、ボールを投げたり、車が走ったり、建物が立っていることなど、その背後には力学の法則が働いています。
力学の分類
力学は、扱う対象や方法論によっていくつかの分野に分類されます。
- 古典力学（ニュートン力学）: 17世紀にアイザック・ニュートンによって確立された力学体系で、日常的なスケールでの物体の運動を記述するのに適しています。運動の三法則、万有引力の法則などがその主要な内容です。
- 解析力学: 古典力学をより抽象的かつ一般的な形式で記述するための手法で、ラグランジュ形式やハミルトン形式などが用いられます。複雑な系の解析に有効です。
- 統計力学: 多数の粒子からなる系の統計的な性質を扱う力学で、熱力学との関連が深いです。
- 量子力学: 原子や分子などの微小な世界の運動を記述するための力学で、古典力学とは異なる原理に基づいています。
- 相対論的力学: アインシュタインの相対性理論に基づいた力学で、高速で運動する物体の運動を記述するのに必要です。
力学の基本概念
力学を理解する上で重要な基本概念には、以下のようなものがあります。
- 力: 物体の運動状態を変化させる原因となるもの。
- 質量: 物体の慣性の度合いを示す量。
- 運動量: 物体の質量と速度の積。
- エネルギー: 物体が仕事をすることができる能力。
- 仕事: 力が物体に作用して物体を移動させたときに、力が行ったとされるもの。
- 運動方程式: 物体の運動を記述する方程式（例：ニュートンの運動方程式）。
力学の応用
力学は、様々な分野に応用されています。