概要:
機械振動のより高度な現象をモデル化し，解析することを学ぶ。
授業の進め方・方法:
この科目は学修単位科目のため，事前，事後の学習として，予習およぎ課題を課す。
定期試験として中間試験，期末試験を実施する。
定期試験の成績を80％，小テストや課題等の総点を20％として総合的に評価し，60点以上を合格とする。
注意点:
機械力学Ⅰの内容をよく理解しておくこと．
再試験を受けるためには，課題等をすべて提出する必要がある。
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週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
| 前期 |
| 1stQ |
| 1週 |
１自由度強制振動① |
変位による強制振動のモデルを理解し，振幅比の式を導出する。
力による強制振動との違いを説明できる。
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| 2週 |
１自由度強制振動② |
振動の伝達率の式を導出する。
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| 3週 |
１自由度強制振動③ |
振動の伝達率を利用する振動測定の原理を説明できる。
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| 4週 |
１自由度強制振動① |
過渡振動の概要を説明することができる。
ラプラス変換を用いて基本的な微分方程式を解くことができる。
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| 5週 |
１自由度過渡振動② |
ラプラス変換を用いて単位ステップ加振の解析ができる。
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| 6週 |
１自由度過渡振動③ |
ラプラス変換を用いて単位インパルス加振の解析ができる。
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| 7週 |
２自由度自由振動① |
2自由度振動の概要について説明でき，モデル化と運動方程式の導出ができる。
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| 8週 |
２自由度自由振動② |
2自由度振動の運動方程式の解法を理解する。
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| 2ndQ |
| 9週 |
２自由度自由振動③ |
２自由度振動の振動の特徴を理解する。
２自由度振動の基本的な問題が解けるようになる。
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| 10週 |
２自由度強制振動① |
２自由度の力による強制振動のモデル化と運動方程式の解法の理解する。
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| 11週 |
２自由度強制振動② |
２自由度の変位による強制振動モデルを理解する。２自由度強制振動の基本的な問題が解けるようになる。
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| 12週 |
多自由度振動① |
モデル化と運動方程式の解法
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| 13週 |
多自由度振動② |
多自由度振動の例
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| 14週 |
連続体の振動 |
弦の振動モデルから波動方程式を導く
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| 15週 |
まとめ |
学習内容の振り返り
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| 16週 |
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| 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 |
| 専門的能力 | 分野別の専門工学 | 機械系分野 | 力学 | 力は、大きさ、向き、作用する点によって表されることを理解し、適用できる。 | 4 | |
| 一点に作用する力の合成と分解を図で表現でき、合力と分力を計算できる。 | 4 | |
| 一点に作用する力のつりあい条件を説明できる。 | 4 | |
| 力のモーメントの意味を理解し、計算できる。 | 4 | |
| 偶力の意味を理解し、偶力のモーメントを計算できる。 | 4 | |
| 着力点が異なる力のつりあい条件を説明できる。 | 4 | |
| 重心の意味を理解し、平板および立体の重心位置を計算できる。 | 4 | |
| 速度の意味を理解し、等速直線運動における時間と変位の関係を説明できる。 | 4 | |
| 加速度の意味を理解し、等加速度運動における時間と速度・変位の関係を説明できる。 | 4 | |
| 運動の第一法則(慣性の法則)を説明できる。 | 4 | |
| 運動の第二法則を説明でき、力、質量および加速度の関係を運動方程式で表すことができる。 | 4 | |
| 運動の第三法則(作用反作用の法則)を説明できる。 | 4 | |
| 周速度、角速度、回転速度の意味を理解し、計算できる。 | 4 | |
| 向心加速度、向心力、遠心力の意味を理解し、計算できる。 | 4 | |
| 仕事の意味を理解し、計算できる。 | 4 | |
| てこ、滑車、斜面などを用いる場合の仕事を説明できる。 | 4 | |
| エネルギーの意味と種類、エネルギー保存の法則を説明できる。 | 4 | |
| 位置エネルギーと運動エネルギーを計算できる。 | 4 | |
| 動力の意味を理解し、計算できる。 | 4 | |
| すべり摩擦の意味を理解し、摩擦力と摩擦係数の関係を説明できる。 | 4 | |
| 運動量および運動量保存の法則を説明できる。 | 4 | |
| 剛体の回転運動を運動方程式で表すことができる。 | 4 | |
| 平板および立体の慣性モーメントを計算できる。 | 4 | |
| 振動の種類および調和振動を説明できる。 | 4 | |
| 不減衰系の自由振動を運動方程式で表し、系の運動を説明できる。 | 4 | |
| 減衰系の自由振動を運動方程式で表し、系の運動を説明できる。 | 4 | |
| 調和外力による減衰系の強制振動を運動方程式で表し、系の運動を説明できる。 | 4 | |
| 調和変位による減衰系の強制振動を運動方程式で表し、系の運動を説明できる。 | 4 | |
| 計測制御 | 計測の定義と種類を説明できる。 | 4 | |
| 測定誤差の原因と種類、精度と不確かさを説明できる。 | 4 | |
| 国際単位系の構成を理解し、SI単位およびSI接頭語を説明できる。 | 4 | |
| 代表的な物理量の計測方法と計測機器を説明できる。 | 4 | |
| 自動制御の定義と種類を説明できる。 | 4 | |
| フィードバック制御の概念と構成要素を説明できる。 | 4 | |
| 基本的な関数のラプラス変換と逆ラプラス変換を求めることができる。 | 4 | |
| ラプラス変換と逆ラプラス変換を用いて微分方程式を解くことができる。 | 4 | |
| 伝達関数を説明できる。 | 4 | |
| ブロック線図を用いて制御系を表現できる。 | 4 | |
| 制御系の過渡特性について説明できる。 | 4 | |
| 制御系の定常特性について説明できる。 | 4 | |
| 制御系の周波数特性について説明できる。 | 4 | |
| 安定判別法を用いて制御系の安定・不安定を判別できる。 | 4 | |