物理Ⅰ

科目基礎情報

学校 奈良工業高等専門学校 開講年度 平成30年度 (2018年度)
授業科目 物理Ⅰ
科目番号 0006 科目区分 一般 / 必修
授業形態 講義 単位の種別と単位数 履修単位: 1
開設学科 機械工学科 対象学年 1
開設期 後期 週時間数 2
教科書/教材 高専の物理(第5版)(森北出版)、高専の物理問題集(第3版)(森北出版)、数学の教科書、フォトサイエンス物理図録(数研出版)、プリント
担当教員 稲田 直久

目的・到達目標

1. 等加速度運動に関する問題を計算・解析できる。力と運動に関する基本法則を理解し、運動方程式を用いて物体の運動を計算によって解析できる。
2. 運動量と力積の関係や力学的エネルギーに関する基本法則を理解し、それらの基本法則を用いて各種問題を計算によって解析できる。

ルーブリック

理想的な到達レベルの目安標準的な到達レベルの目安未到達レベルの目安
評価項目1等加速度運動における3公式を用いて,複数の物体の自由落下や鉛直投射運動などを解析できる。ニュートンの運動の3法則を理解している。重力やばねの弾性力,摩擦力などが働いている複数の物体に対して運動方程式を立て,連立して解くことができる。等加速度運動における3公式を用いて,物体の自由落下や鉛直投射運動などを解析できる。ニュートンの運動の3法則を記憶している。重力やばねの弾性力,摩擦力などが働いている物体に対して運動方程式を立て,解くことができる。等加速度運動における3公式を使って簡単な等加速度運動を解析することができない。ニュートンの運動法則を知らない。重力やばねの弾性力,摩擦力などが働いている物体の運動方程式を立てることができない。
評価項目2運動量と力積の関係を理解し,それらに成り立つ基本法則を導出することができる。さらにそれらの基本法則を用いて物理現象を計算・解析できる。力学的エネルギー保存の法則を理解し,その法則を用いて重力やばねの弾性力などが働いている物体の運動を計算・解析できる。さらに摩擦力が働く場合の運動についてもエネルギーの観点から計算・解析できる。運動力と力積の関係を記憶し,それらに成り立つ基本法則を知っている。あるいは基本法則を用いて単純な物理現象を計算・解析できる。力学的エネルギー保存の法則を記憶し,その法則を用いて重力やばねの弾性力などが働いている物体の運動を計算・解析できる。運動量と力積の関係を知らない。あるいはそれらに成り立つ基本法則を用いて単純な物理現象を計算・解析できない。力学的エネルギー保存の法則を知らない。あるいはその法則を用いて重力やばねの弾性力などが働いている物体の運動が解析できない。

学科の到達目標項目との関係

準学士課程(本科1〜5年)学習教育目標 (2) 説明 閉じる

教育方法等

概要:
自然が示す様々な現象には一定の規則性があります。多彩な現象の背後にある法則を探求するのが自然科学で、その基礎となっているのが物理学です。物理を学習する目的は、様々な現象を貫く基本法則や物理概念を記述する数理公式を見いだし、自然の仕組みを系統的に理解することといえます。また科学技術の進展は私たちに多くの恩恵をもたらしている反面、人類の生存に関わる負の遺産も作り出していることにも着目し、科学的なものの見方・考え方を基にした「自然との共生」という視点も重視して講義します。
授業の進め方と授業内容・方法:
中学理科と違い、物理は暗記科目ではなく、自然現象を論理的に考察して基本法則を見出し、その法則を数理的手法で表現する、すなわち“考える”学問です。物理現象を記述する概念や公式は多くの工学専門分野で使われる「共通語」になります。適宜皆さんに発問しながら授業を進めますので、「よく聞いてよく考え」ながら授業に臨んでください。また、授業のあった日は必ず復習を欠かさないようにし、疑問点は早めに解決してください。実験室は常に皆さんに開放して可能な限り質問に応えるようにしています。物理は自然の背後に隠された謎を解き明かしていくロマンに溢れた学問です。常に「なぜ」と問う気持ちを大切にして謎解きの楽しさを味わってください
注意点:
関連科目
 数学は必修です。物理で学ぶ原理・法則は殆どの工学系の専門科目で応用されていきます。
学習指針
 授業進度に合わせて教科書の問題や問題集を利用して自学・自習すること。
 講義内容は予定であり、学生の理解度を考慮して多少の変更をする可能性があります。

授業計画

授業内容・方法 週ごとの到達目標
後期
3rdQ
1週 導入 物理とは,授業方法,成績評価などについて説明する。
2週 等加速度運動 加速度を理解し、等加速度運動における3公式を導出する。
3週 自由落下,鉛直投射運動 重力中の自由落下,鉛直投射運動を理解する。
4週 ニュートンの運動法則 ニュートンの運動の3法則を理解する。
5週 さまざまな力 重力,万有引力,ばねの弾性力を理解する。
6週 運動方程式の作り方 具体的な問題で運動の取り扱いを理解する。
7週 同上 2物体以上が連結する運動の取り扱いを理解する。
8週 試験返却・解説 各自,理解度を把握し改善できる。
4thQ
9週 学生実験 台車の実験を通じて運動法則の理解を深める。
10週 摩擦と運動 水平面上で摩擦が働くときの運動を理解する。
11週 運動量と力積 運動量の変化と力積の関係を理解する。
12週 運動量保存の法則,反発係数 運動量保存の法則を理解する。
13週 仕事,運動エネルギー 力と仕事,運動エネルギーを理解する。
14週 位置エネルギー 重力,ばねの弾性力等の位置エネルギーを理解する。
15週 力学的エネルギー保存の法則 力学的エネルギー保存の法則を理解する。
16週 試験返却・解説 各自,理解度を把握し改善できる。

評価割合

試験レポート・小テストなど合計
総合評価割合7030100
基礎的能力421860
専門的能力281240