基本単位とは、m（メートル）,kg（キログラム）,s（セカンド）,A（アンペア）,K（ケルビン）,cd（カンデラ）,mol（モル） のことです。この７つを基本単位とするというのは国際的な決め事です。SI 単位系と呼びます。それぞれの単位について、次節でもう少し詳しく説明します。

そして、全ての物理量の単位は、基本単位を掛けたり割ったりして組み合わせることで組み立てられます。組立単位と呼ばれます。組立単位の代表例についても後述します。

単位の前に、10 の 3 乗などを表す接頭文字をつけて単位の大きさを変えてもよいです。よく用いる接頭文字としては m（ミリ）,μ（マイクロ）,n（ナノ）,p（ピコ） がそれぞれ 10^-3,10^-6,10^-9,10^-12 です。Å（オングストローム） が 10^-10 です。k（キロ）,M（メガ）,G（ギガ） が それぞれ 10³、10⁶、10⁹ です。

生物では細胞を基礎とし、化学では原子から物事を分けて考えたように、物理的な観点においては、物理量に注目し「物理量における関係」を解き明かしていきます。すると「関係」を表す言葉として、化学や生物に比べ「数式」が比較的多く表れます。

数式は文字にすると膨大な内容をコンパクトに表現できるため、記述がシンプルな傾向が見られます。いくつかの式で表される各物理量の関係について、自在に自分の言葉で表せるようになることが、物理を学ぶ大きな到達目標といえます。

基本単位が m,kg,s,A,K,cd,mol の７つです。全ての物理量の単位は、この７つの掛け算や割り算から構成されます。基本単位から作られる単位を SI 組立単位といいます。ちなみに、基本単位で表せない物理量についても「無次元」という単位を有すると考えます。

よく用いられるが、非 SI 単位系であるものに 体積における「L」、及び濃度における モル濃度 (mol/L) があります。L については、非 SI 単位系であることは少し意識しておくとよいです。

基本単位の定義は科学技術の進歩に伴い見直され、再定義されてきました。2019 年に、質量の定義として用いられていた キログラム原器が、定義の変更により役目を終えたことを聞いたことがある人もいるかもしれません。ちなみにですが、現在の時間の定義は、セシウム原子を用いた遷移周波数という定義定数に基づくのですが、次世代の標準として期待される光格子時計による時間標準の開発が進んでおり、近い将来秒の定義が変わることが予想されているようです。

F は force の略で、力を表します。単位は N （ニュートン）です。ニュートンという単位は mkgs^-2 という基本単位の組み合わせです。

W は work の略で、仕事を表します。仕事とは、力×距離 で表される物理量の一つです。単位は J （ジュール）です。ジュールという単位は、力の単位 「mkgs^-2」と距離の単位 「m」をかけたものなので m²kgs^-2 という基本単位の組み合わせです。

P は pressure の略で、圧力を表します。単位は Pa （パスカル）です。圧力は、力を面積で割ったものです。面積の単位が m² なので、mkgs^-2 ÷ m² = m^-1kgs^-2 です。

P の単位は Nm^-2 と表すこともできます。圧力の定義が「力÷面積」だから、力の単位 N ÷ 面積の単位 m² で、ある意味当たり前の表現です。とはいえ「基本単位の組み合わせ」から「他の組立単位との関係」がふわっと浮かび上がってくる感じが伝わるといいなと思います。

このような「物理量同士の関係」を解き明かすのが、物理の一つの大きな目標、考え方といえます。ある物理量の定義が微分形式になったりすると、また色々と定義のいじりがい（変形の可能性）が出てきて、意外な分野の物理量同士がつながったりしていきます。

スカラー量とは「大きさのみを持つ量」のことです。具体的な物理量の例は、質量、速さなどです。ベクトル量は「大きさと、空間的向きを持つ量」のことです。具体的な物理量の例は、力、速度などです。

ベクトルの和や差を考える時には、算数的な足し算引き算ではなくなります。同じ向きのものならよいのですが、違う向きのものどうしを足したり引いたりするとどうなるのか、といった点を意識する必要が出てきます。

また、ベクトルの積を考える際に、内積と外積という計算があります。ベクトルの内積の計算結果はスカラーです。また、 ベクトルの外積の計算結果はベクトルです。

物理量には更にテンソル量もあるのですが、薬学基礎物理としてはスカラー量、ベクトル量を意識しておけば十分と考えられます。

２つ以上の力が１つの物に働いている時、力を１つにまとめることを力の合成といいます。逆に、１つの力を、２つの力に分けることを力の分解といいます。

物に働く代表的な力が重力です。その大きさを重さといいます。重さの単位も N です。地球における重力は、地球中心に向かって引き込まれる力です。同様に月における重力を考えれば、月中心に向かって引き込まれる力です。重力は変化するため、例えば地球で 120kg の人の重さは、月では、地球に換算した時に大体 20kg の人の重さになります。

一方、月だろうが地球だろうが変わらない「物体を構成する原子の種類と数」により決まる量が質量です。質量は m で表します。力を F とすると F = ma がなりたちます。a は後述する加速度です。地球と月で重力が違うというのは、それぞれの場所において 重力による加速度 a の値が異なるといえます。

運動している物体が 二点間を移動する際にどれだけ速度が変化したかを表すのが加速度です。ベクトル量です。単位は ms^-2 です。速度を v とすると、加速度は 速度を時間（t) で微分したものです。 a = dv/dt と表せます。力、質量、加速度の関係を示す F = ma はとても重要な方程式なので、意識して覚えておきましょう。F = ma は運動方程式と呼ばれます。

最後に仕事です。物理における仕事 (W) は、力を受けている物体が、力方向に距離 s (m) 移動した時に「力 F が仕事をした、物体は仕事をされた」と表現します。W = Fs です。単位は J （ジュール）です。※ J = Nm = kgm²s^-2 です。この単位変換がさらっと追うことができたらいい感じです！

力が物体に働いていなければ F = ma において、F = 0 より a = 0 です。つまり「同じ速さでずっと動きます」。もともとの速度が 0 であればずっと静止しています。等速直線運動と呼びます。初速を v₀ とすると、ずっと v = v₀ です。そして一定時刻 t 経過した時にどれくらい進んだかという変位を x とおくと、時刻 0 ~ t まで、v を t で積分すれば変位がでます。x = v₀t です。

一定の力がかかっている場合、どんどん加速していきます。例としては高い所からそっとボールを落とします。すると重力がかかり続けるので、どんどんボールが加速していきます。この時、初速を v₀ とすると、一定時刻 t たった時の v = v₀ + at と表すことができます。さらに、時刻 t においてどれくらい進んだかという変位を x とおくと、時刻 0 ~ t まで v を t で積分すれば変位がでます。 x = v₀t + at²/2 です。

円運動は、物体が円周上を動く運動です。一定の速さで運動する時、等速円運動といいます。１周して元に戻ってくるまでにかかる時間を周期 T といいます。単位は s です。１秒に何回転するかが振動数 f です。単位は Hz です。基本単位で表せば s^-1 です。円運動では、１秒間に回転する角度を角速度と呼びます。ω で表します。角度の単位としては、日常使う「°」ではなく「ラジアン」と呼ばれる単位である点に注意が必要です。1rad ≒ 57° です。なんでこんな半端かといえば ２π rad = 360° とするためです。π ≒ 3.14 です。半径 r の円上における等速円運動では v = rω です。

等速円運動をしている物体を真横から眺めると上下にみょんみょんと速度を変えつつ往復するように見えます。また、ばねにおもりをつけてぐいっと引いて離した時のばねの運動も同じようにみえます。原点からの変位が、時間の正弦関数で表される振動を単振動と呼びます。変位を y とすると y = A sin t です。等速円運動における 物体と x 軸のなす角を θ として、y = A sin θ と表すことが多いです。θ を位相と呼びます。

モーメントは、「力 × 距離」 で表される物理量です。物体に回転を生じさせるような力の性質を表す量のことです。単位は Nm です。適当な点周りのモーメントとして考えるため、どの点周りかを意識することが重要です。

慣性モーメントとは、回転運動においての慣性の大きさを与える物理量です。I でよく表されます。イナーシャの略です。長さ r の棒の先に 質量 m の物体が水平面上で回転している場合を考えると I = mr² です。単位は kg m² です。慣性モーメントは、適当な回転軸について考えるため、どの軸についてかを意識することが重要です。

ちなみに、関連する分野としては「遠心分離」や「分子運動における回転」があげられます。遠心分離とは、物体を高速回転させることで、内容物を分けることです。ぶんぶんゴマで遊んだことがあるとイメージがわきやすいかもしれません。ちなみにですが、電気のない場所で血液の遠心分離を、数分間で行えるぐらいの高速回転をぶんぶんゴマで得ることができます。

エネルギーには、色々な種類があります。代表的なエネルギーとして、位置エネルギー、運動エネルギー、弾性エネルギーなどがあげられます。さらに分子レベルで考える時によくでてくるのが電気エネルギーです。また、化学反応においては化学エネルギーを考えたりします。色んな種類があるなぁと考えればよいです。

ポテンシャルエネルギーと言われたら、物体がその位置にいることで有するエネルギーです。先程位置エネルギーを例にあげましたが、位置エネルギーはポテンシャルエネルギーの一種です。「重力ポテンシャルエネルギー」と読んだりします。重要なポテンシャルエネルギーとして、距離 r 離れた２つの電荷 Q₁,Q₂ 間に働く相互作用のクーロンポテンシャルエネルギー（Ep) があります。Ep = Q₁Q₂/4πε₀r で表されます。ε₀ は、基本物理定数の一つであり、真空の誘電率を表します。具体的値は 大体 8.854 × 10^-12 です。

力学的エネルギー は、運動エネルギーとポテンシャルエネルギーの合計です。外から力が働かない限り、力学的エネルギーは一定です。

太陽のそもそも大元のエネルギー源は、太陽の核部分における H の核融合によって生じるエネルギーです。核融合により生じたエネルギーが、熱エネルギーや光エネルギーとして放出され、地球などに到達しています。太陽の光があたっている所は暖かくなります。これは光エネルギー→熱エネルギーへの変換といえます。また、植物の光合成という過程を通じて、光エネルギーは有機化合物として化学エネルギーに変換されます。また、太陽電池を用いると、光エネルギーは電気エネルギーに変換することができます。

電気エネルギーは様々なエネルギーへの変換が容易であるといった特徴から、非常に身近なエネルギーの一つです。今この文章を読んでいる皆さんの周りにも、電気エネルギーを光エネルギーに変換する装置があるから明るい環境で文字を読むことができているのではないでしょうか。また、暑い時期であれば小型の扇風機を手元に持っている人もいるかと思いますが、これは電気エネルギー→運動エネルギーへの変換が行われています。冬場であればコタツや電気ストーブがありますが、これは電気エネルギー→熱エネルギーへの変換です。

熱力学は、熱エネルギーと力学的エネルギーの相互変換に関する知識体系です。

音が波というのが一番身近ではないでしょうか。声を出すと空気の振動が伝わって、音を離れた場所へ届けることができます。とはいえ、空気が移動したわけではありません。空気の振動が空気中を伝わっていきます。そして、うまく声が響き合うと大きくなるし（重ね合わせの性質を示す）、壁があっても回り込んで音は伝わってきます。このように音は波としての性質を有し、音波とも呼ばれます。音波について、波を伝える空気（空気中と仮定します。）は、波の進行方向と平行に振動します。これを縦波と呼びます。

電磁波とは、電場と磁場の変化を伝える波のことです。電場、磁場とはそれぞれそこに電荷や磁石があると影響を受ける場のことです。電磁波では、波の進行方向と垂直方向に電場や磁場が振動し、振動が伝わっていきます。これを横波と呼びます。

波の性質を表す物理量としては、周期（T）、振動数（f）、波長（λ）などがあります。周期は一定の繰り返し運動の時間間隔です。単位は s です。振動数は、１秒あたりの繰返し回数です。単位は Hz、もしくは s^-1 です。波長は、一回の周期運動の間に波が伝わる距離のことです。単位は m です。波の速度を v とおいた時に「波の基本式」と呼ばれるのが v = fλ　です。また、T = 1/f です。