概要:
既に物理学で学習し,応用物理において平行して学習している力学問題を多く解くことにより,力学の本質を理解し,力学問題を解決できる能力を養う.
授業の進め方・方法:
履修にあたっては,数学の微分・積分,ベクトル解析,三角関数を多く活用する.
注意点:
授業に集中して,授業時間内に内容を理解することが重要である.また,章末問題は解答を見ずに自分で解くことで実力を養う.
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 | 力学 | 速度と加速度の概念を説明できる。 | 3 | 後1 |
直線および平面運動において、2物体の相対速度、合成速度を求めることができる。 | 3 | 前14,後1 |
等加速度直線運動の公式を用いて、物体の座標、時間、速度に関する計算ができる。 | 3 | 後1 |
平面内を移動する質点の運動を位置ベクトルの変化として扱うことができる。 | 3 | 後1 |
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。 | 3 | 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。 | 3 | 後1 |
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。 | 3 | 後1 |
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。 | 3 | 後1 |
物体に作用する力を図示することができる。 | 3 | 前1 |
力の合成と分解をすることができる。 | 3 | 前1 |
重力、抗力、張力、圧力について説明できる。 | 3 | 前4 |
慣性の法則について説明できる。 | 3 | 後2 |
作用と反作用の関係について、具体例を挙げて説明できる。 | 3 | 前4 |
運動方程式を用いた計算ができる。 | 3 | 後1 |
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。 | 3 | 後1 |
静止摩擦力がはたらいている場合の力のつりあいについて説明できる。 | 3 | 前4 |
最大摩擦力に関する計算ができる。 | 3 | 前4 |
動摩擦力に関する計算ができる。 | 3 | 前4 |
仕事と仕事率に関する計算ができる。 | 3 | 後13 |
物体の運動エネルギーに関する計算ができる。 | 3 | 後14 |
重力による位置エネルギーに関する計算ができる。 | 3 | 後14 |
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。 | 3 | 後14 |
物体の質量と速度から運動量を求めることができる。 | 3 | 後9 |
運動量の差が力積に等しいことを利用して、様々な物理量の計算ができる。 | 3 | 後9 |
運動量保存則を様々な物理量の計算に利用できる。 | 3 | 後9 |
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。 | 3 | 前13,前14 |
万有引力の法則から物体間にはたらく万有引力を求めることができる. | 3 | 前4 |
万有引力による位置エネルギーに関する計算ができる。 | 3 | 後14 |
力のモーメントを求めることができる。 | 3 | 前2 |
角運動量を求めることができる。 | 3 | 後10 |
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。 | 3 | 後10 |
剛体における力のつり合いに関する計算ができる。 | 3 | 前4 |
重心に関する計算ができる。 | 3 | 前9,前10 |
一様な棒などの簡単な形状に対する慣性モーメントを求めることができる。 | 3 | 後4,後5 |
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。 | 3 | 後6 |