高校物理の公式を、力学・熱・波・電磁気・原子の5分野に分けて一覧にしました。各表で「基礎」の印がある行は物理基礎の範囲です。
先に1つだけ。物理は公式を丸暗記する科目ではありません。各分野に「元になる1本」があり、残りはそこから導けます。この記事では表の前に、その1本を明示します。覚えるべきはそこだけです。
先に結論：分野ごとに「元になる1本」だけ覚える
| 分野 | 元になる1本 | そこから導けるもの |
|---|---|---|
| 力学 | 運動方程式 ma = F | 等加速度運動の3式、力学的エネルギー保存、運動量保存 |
| 熱 | 熱力学第一法則 ΔU = Q + W | 定積・定圧・等温・断熱変化の各関係 |
| 波 | v = fλ | 弦・気柱の固有振動、ドップラー効果 |
| 電磁気 | クーロンの法則 F = k q₁q₂ / r² | 電場・電位・コンデンサー、オームの法則との対応 |
| 原子 | 光子のエネルギー E = hν | 光電効果、ボーアの量子条件、質量とエネルギー |
公式集を眺めて「全部覚えなきゃ」と思った時点で、物理は苦しくなります。ma = F から等加速度の3式が出せるか——まずそこを確かめてください。出せるなら、暗記する公式は半分以下になります。
力学の公式一覧
等加速度直線運動
| 公式 | 記号の意味 | 範囲 |
|---|---|---|
| v = v₀ + at | v：速度、v₀：初速度、a：加速度、t：時間 | 基礎 |
| x = v₀t + ½at² | x：変位 | 基礎 |
| v² − v₀² = 2ax | 時間を使わずに速度と変位を結ぶ | 基礎 |
| 自由落下：v = gt、y = ½gt² | g：重力加速度（約9.8 m/s²） | 基礎 |
1本目を積分すると2本目、1本目と2本目から t を消すと3本目です。覚えるのは v = v₀ + at だけで、残りは導けます。
力と運動
| 公式 | 記号の意味 | 範囲 |
|---|---|---|
| ma = F | m：質量、a：加速度、F：合力 | 基礎 |
| W = mg | W：重力、g：重力加速度 | 基礎 |
| 静止摩擦力の最大値 f₀ = μN、動摩擦力 f = μ′N | μ：静止摩擦係数、μ′：動摩擦係数、N：垂直抗力 | 基礎 |
| 弾性力 F = kx | k：ばね定数、x：自然長からの伸び | 基礎 |
| 圧力 p = F/S、浮力 F = ρVg | ρ：液体の密度、V：押しのけた体積 | 基礎 |
仕事とエネルギー
| 公式 | 記号の意味 | 範囲 |
|---|---|---|
| W = Fx cosθ | W：仕事、θ：力と移動方向のなす角 | 基礎 |
| 仕事率 P = W/t = Fv | P：仕事率（W） | 基礎 |
| 運動エネルギー K = ½mv² | 基礎 | |
| 重力による位置エネルギー U = mgh | h：基準からの高さ | 基礎 |
| 弾性力による位置エネルギー U = ½kx² | 基礎 | |
| 力学的エネルギー保存 K + U = 一定 | 保存力だけが仕事をするとき | 基礎 |
運動量・円運動・単振動・万有引力（物理）
| 公式 | 記号の意味 | 範囲 |
|---|---|---|
| 運動量 p = mv、力積 FΔt = Δ(mv) | p：運動量、FΔt：力積 | 物理 |
| 運動量保存 m₁v₁ + m₂v₂ = m₁v₁′ + m₂v₂′ | 外力がはたらかないとき | 物理 |
| 反発係数 e = −(v₁′ − v₂′)/(v₁ − v₂) | 0 ≤ e ≤ 1 | 物理 |
| 円運動 v = rω、a = rω² = v²/r、向心力 F = mrω² = mv²/r | ω：角速度、r：半径 | 物理 |
| 単振動 x = A sin ωt、a = −ω²x、周期 T = 2π/ω | A：振幅 | 物理 |
| ばね振り子 T = 2π√(m/k)、単振り子 T = 2π√(l/g) | l：糸の長さ | 物理 |
| 万有引力 F = G m₁m₂ / r²、位置エネルギー U = −G Mm / r | G：万有引力定数 | 物理 |
| ケプラーの第3法則 T² / a³ = 一定 | a：軌道長半径 | 物理 |
熱の公式一覧
| 公式 | 記号の意味 | 範囲 |
|---|---|---|
| 熱量 Q = mcΔT | c：比熱、m：質量、ΔT：温度変化 | 基礎 |
| 熱容量 C = mc、Q = CΔT | C：熱容量 | 基礎 |
| 絶対温度 T[K] = t[℃] + 273 | 基礎 | |
| ボイル・シャルルの法則 pV/T = 一定 | p：圧力、V：体積 | 物理 |
| 理想気体の状態方程式 pV = nRT | n：物質量、R：気体定数 | 物理 |
| 気体の内部エネルギー U = (3/2)nRT（単原子分子） | 物理 | |
| 熱力学第一法則 ΔU = Q + W | Q：気体が受け取った熱、W：気体がされた仕事 | 物理 |
| 定積モル比熱 Cᵥ = (3/2)R、定圧モル比熱 Cₚ = Cᵥ + R（単原子分子） | マイヤーの関係 | 物理 |
| 熱効率 e = W′/Q₁ = 1 − Q₂/Q₁ | Q₁：高温側から受け取る熱、Q₂：低温側へ捨てる熱 | 物理 |
教科書によって W を「気体がした仕事」と置き ΔU = Q − W と書く流儀があります。自分の教科書の定義に合わせて、符号を固定してください。
波の公式一覧
| 公式 | 記号の意味 | 範囲 |
|---|---|---|
| v = fλ、T = 1/f | v：速さ、f：振動数、λ：波長、T：周期 | 基礎 |
| 弦の固有振動 f = (n/2l)√(S/ρ) （n = 1, 2, …） | S：張力、ρ：線密度、l：弦の長さ | 基礎 |
| 閉管 f = (2n−1)v/4l、開管 f = nv/2l | 開口端補正は問題の指示に従う | 基礎 |
| 音速 V = 331.5 + 0.6t | t：気温（℃） | 基礎 |
| ドップラー効果 f′ = f (V − v₀)/(V − vₛ) | v₀：観測者、vₛ：音源（近づく向きを正） | 物理 |
| 屈折の法則 n₁₂ = sin i / sin r = v₁/v₂ = λ₁/λ₂ | n：屈折率、i：入射角、r：屈折角 | 物理 |
| レンズの式 1/a + 1/b = 1/f、倍率 m = |b/a| | a：物体距離、b：像距離、f：焦点距離 | 物理 |
| ヤングの実験 Δx = lλ/d | l：スリットから壁まで、d：スリット間隔 | 物理 |
電磁気の公式一覧
| 公式 | 記号の意味 | 範囲 |
|---|---|---|
| オームの法則 V = RI | V：電圧、R：抵抗、I：電流 | 基礎 |
| 抵抗率 R = ρl/S | ρ：抵抗率、l：長さ、S：断面積 | 基礎 |
| 電力 P = VI = I²R = V²/R、電力量 W = Pt | 基礎 | |
| 直列 R = R₁ + R₂、並列 1/R = 1/R₁ + 1/R₂ | 基礎 | |
| クーロンの法則 F = k q₁q₂ / r² | k：クーロン定数 | 物理 |
| 電場 E = F/q = kQ/r²、電位 V = kQ/r、V = Ed（一様な電場） | 物理 | |
| コンデンサー Q = CV、C = ε₀S/d、静電エネルギー U = ½CV² | ε₀：真空の誘電率 | 物理 |
| 合成容量 並列 C = C₁ + C₂、直列 1/C = 1/C₁ + 1/C₂ | 抵抗と逆 | 物理 |
| 直線電流の磁場 H = I/2πr、円形電流の中心 H = I/2r、ソレノイド H = nI | n：単位長さあたりの巻数 | 物理 |
| 電流が受ける力 F = IBl、ローレンツ力 f = qvB | B：磁束密度 | 物理 |
| 電磁誘導 V = −ΔΦ/Δt、導体棒の起電力 V = vBl | Φ：磁束 | 物理 |
| 交流の実効値 Vₑ = V₀/√2、リアクタンス ωL、1/ωC | 物理 |
原子の公式一覧
| 公式 | 記号の意味 | 範囲 |
|---|---|---|
| 光子のエネルギー E = hν = hc/λ | h：プランク定数、ν：振動数 | 物理 |
| 光電効果 K = hν − W | W：仕事関数、K：光電子の最大運動エネルギー | 物理 |
| ボーアの量子条件 2πr = nλ = nh/mv | 物理 | |
| 水素原子のエネルギー準位 Eₙ = −13.6/n² eV | 物理 | |
| 質量とエネルギー E = mc² | 物理 | |
| 半減期 N = N₀ (1/2)^(t/T) | T：半減期 | 物理 |
公式を「覚えたのに解けない」ときの原因
| 原因 | 対処 |
|---|---|
| 条件を確認せずに使っている | 力学的エネルギー保存は「保存力のみ」、運動量保存は「外力なし」。表の右列を見る |
| 符号や向きを決めていない | 正の向きを最初に図へ書く。ドップラーと第一法則は符号で落ちる |
| 単位を換算していない | cm→m、g→kg、℃→K を式に入れる前に直す |
塾で見ていると、公式を知らなくて解けない子はほとんどいません。落ちるのは条件と符号です。公式集は「何を覚えるか」より「いつ使えるか」を読む道具にしてください。
公式の次にやること
公式が使える状態になったら、無料で演習できるサイトを分野別にまとめています。
よくある質問
- 物理基礎と物理で、覚える公式はどう違いますか？
-
各表の「基礎」印が物理基礎の範囲です。物理基礎は等加速度運動・力と運動・仕事とエネルギー・熱量・波の基本・オームの法則が中心で、運動量・円運動・電場・原子は「物理」の範囲です。
- 公式は結局いくつ覚えればいいですか？
-
分野ごとの「元になる1本」（5本）と、そこから導きにくいもの（ばね振り子の周期、ドップラー、レンズの式など）を合わせて20本前後です。残りは導出できるようにするほうが早いです。
- 公式を覚えても計算が合いません
-
単位と符号を疑ってください。cmをmに直していない、正の向きを決めていない——この2つで計算ミスの大半が説明できます。
この記事で確認した資料
物理基礎と物理の範囲の区分は、文部科学省の高等学校学習指導要領（平成30年告示）の理科の項目に基づいています。公式の標準形は教科書の表記に合わせ、他サイトの公式一覧と突き合わせて確認しました（2026年9月6日）。
文部科学省「平成29・30・31年改訂学習指導要領（本文、解説）」
高校物理をあきらめる前に「物理基礎/物理 公式一覧」（公式の表記の突き合わせに使用）
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