応用物理Ⅲ

科目基礎情報

学校 苫小牧工業高等専門学校 開講年度 令和06年度 (2024年度)
授業科目 応用物理Ⅲ
科目番号 0018 科目区分 専門 / 選択
授業形態 授業 単位の種別と単位数 学修単位: 2
開設学科 創造工学科(専門共通科目) 対象学年 4
開設期 後期 週時間数 2
教科書/教材 自作プリント
担当教員 長澤 智明

到達目標

1. 力学に関する応用問題を解くことができる。
2. 電磁気学に関する応用問題を解くことができる。
3. 熱力学に関する応用問題を解くことができる。

ルーブリック

理想的な到達レベルの目安(優)標準的な到達レベルの目安(良)未到達レベルの目安(不可)
1. 力学に関する応用問題を解くことができる。力学に関する応用問題を解くことができる。力学に関する基礎的な問題を解くことができる。力学に関する基礎的な問題を解くことができない。
2. 電磁気学に関する応用問題を解くことができる。電磁気学に関する応用問題を解くことができる。電磁気学に関する基礎的な問題を解くことができる。電磁気学に関する基礎的な問題を解くことができない。
3. 熱力学に関する応用問題を解くことができる。熱力学に関する応用問題を解くことができる。熱力学に関する基礎的な問題を解くことができる。熱力学に関する基礎的な問題を解くことができない。

学科の到達目標項目との関係

 Ⅰ 人間性  1 Ⅰ 人間性
 Ⅱ 実践性  2 Ⅱ 実践性
 Ⅲ 国際性  3 Ⅲ 国際性
 CP1 実践的技術者に必要な科学的基礎知識とリベラルアーツ  4 CP1 実践的技術者に必要な科学的基礎知識とリベラルアーツ

教育方法等

概要:
これまで学習してきた、力学、電磁気学、熱力学をより深く、確実に理解することを目的としている。
大学編入学試験のレベルの問題を解くことで、力学・電磁気学・熱力学の理解を深める。
授業の進め方・方法:
授業は要点解説と演習の形で進める。
この科目は学修単位科目のため、事前・事後学習として課題レポートを課します。授業(30時間)の他に、予習復習、定期試験の準備のための勉強時間を総合し、60時間の自学自習時間が必要である。
注意点:
学業成績は定期試験60%、課題レポートを40%の割合で評価する。
学業成績が60点未満の学生に対して、再試験を実施する場合がある。この場合、再試験の成績は定期試験の成績に置きかえて再評価を行う。

授業の属性・履修上の区分

アクティブラーニング
ICT 利用
遠隔授業対応
実務経験のある教員による授業

授業計画

授業内容 週ごとの到達目標
後期
3rdQ
1週 力学1 運動方程式を解いて物体の運動を求めることができる。
2週 力学2 運動方程式を解いて物体の運動を求めることができる。
3週 力学3 保存則を適切に用いて力学問題を解くことができる。
4週 力学4 剛体に関する運動方程式を解いて、運動を求めることができる。
5週 力学5 剛体に関する運動方程式を解いて、運動を求めることができる。
6週 熱力学1 熱とエネルギーに関する問題を解くことができる。
7週 熱力学2 状態方程式を使って問題を解くことができる。
8週 熱力学3 気体の比熱に関する問題を解くことができる。
4thQ
9週 熱力学4 熱機関に関する問題を解くことができる。
10週 熱力学5 気体の分布関数に関する問題を解くことができる。
11週 電磁気学1 ガウスの法則を使って電場を求めることができる。
12週 電磁気学2 ビオ・サバールの法則を使って磁場を求めることができる。
13週 電磁気学3 電場・磁場中の荷電粒子の運動について調べることができる。
14週 電磁気学4 電気回路に関する問題を解くことができる。
15週 電磁気学5 電磁場のエネルギーに関する問題を解くことができる。
16週 定期試験

モデルコアカリキュラムの学習内容と到達目標

分類分野学習内容学習内容の到達目標到達レベル授業週
基礎的能力自然科学物理物理物体の変位、速度、加速度を微分・積分を用いて相互に計算することができる。4後1
自由落下、及び鉛直投射した物体の座標、速度、時間に関する計算ができる。4後2
水平投射、及び斜方投射した物体の座標、速度、時間に関する計算ができる。4後2
簡単な運動について微分方程式の形で運動方程式を立て、初期値問題として解くことができる。4後2
運動の法則について説明できる。4後2
力学的エネルギー保存則を様々な物理量の計算に利用できる。4後3
運動量保存則を様々な物理量の計算に利用できる。4後3
単振動における変位、速度、加速度、力の関係を説明できる。4後3
等速円運動をする物体の速度、角速度、加速度、向心力に関する計算ができる。4後3
角運動量保存則について具体的な例を挙げて説明できる。4後3
剛体の回転運動について、回転の運動方程式を立てて解くことができる。4後4,後5
エネルギーには多くの形態があり互いに変換できることを具体例を挙げて説明できる。4後6
不可逆変化について理解し、具体例を挙げることができる。4後6
熱機関の熱効率に関する計算ができる。4後7
電気導体と不導体の違いについて、自由電子と関連させて説明できる。4後11
電場・電位について説明できる。4後11
クーロンの法則が説明できる。4後11
クーロンの法則から、点電荷の間にはたらく静電気力を求めることができる。4後11
オームの法則から、電圧、電流、抵抗に関する計算ができる。4後14
抵抗を直列接続、及び並列接続したときの合成抵抗の値を求めることができる。4後14
ジュール熱や電力を求めることができる。4後14

評価割合

試験課題レポート合計
総合評価割合6040100
基礎的能力301040
専門的能力303060