到達目標
1. 剛体の運動について、運動方程式で表すことができる。
2. 運動量、角運動量を求めることができる。
3. 力学的エネルギーを求めることができる。
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 | 剛体の平面運動、回転運動について運動方程式をたてることができる。 | 剛体の平面運動、回転運動について説明できる。 | 剛体の平面運動、回転運動について説明できない。 |
| 評価項目2 | 運動量、角運動量を求めることができる | 運動量、角運動量を説明できる。 | 運動量、角運動量を説明できない。 |
| 評価項目3 | 仕事、力学的エネルギーを理解し、計算できる。 | 仕事、力学的エネルギーを説明できる。 | 仕事、力学的エネルギーを説明できない。 |
学科の到達目標項目との関係
学習・教育到達度目標 B① 専門分野における工学の基礎を理解できる。
学習・教育到達度目標 B② 自主的・継続的な学習を通じて、専門工学の基礎科目に関する問題を解くことができる。
教育方法等
概要:
本授業では、力学現象を理解するために必要となる基礎的な知識を習得し、基礎的事項を理解できるようになることを目的とする。力学Ⅰでは、質点の運動について習得したが、力学Ⅱでは、剛体の運動について習得する。剛体運動では、回転運動の運動方程式と慣性モーメントの計算も習得する。仕事、力学的エネルギー、動力の理解と計算方法も習得し、機械工学における力学科目の基礎を習得する。
授業の進め方・方法:
本質を分かりやすく講義し、同時に関連する数学の復習も行う。単元終了時に演習問題を解くことで実力の養成を図る。
中間・定期試験を実施する。
注意点:
演習の課題は、期日までに提出すること。
授業の属性・履修上の区分
授業計画
|
|
週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
| 後期 |
| 3rdQ |
| 1週 |
剛体の回転運動
慣性モーメント |
剛体の回転運動を説明できる。
慣性モーメントを説明できる。
|
| 2週 |
慣性モーメントの定理
断面二次モーメント |
平行軸の定理、直交軸の定理を説明できる。
|
| 3週 |
平板や立体の慣性モーメントの計算 |
平板や立体の慣性モーメントを計算できる。
|
| 4週 |
剛体の平面運動
速度、加速度 |
並進運動と回転運動を説明できる。
並進・回転運動時の速度・加速度を計算できる。
|
| 5週 |
剛体の平面運動の運動方程式 |
並進・回転の運動方程式をたてることができる。
|
| 6週 |
回転体のつりあい |
静的つりあい、動的つりあいを計算できる。
|
| 7週 |
運動量と力積 |
運動量を計算できる。
|
| 8週 |
中間試験 |
1～7週までの内容を網羅した試験により、授業内容の理解の定着を図る。
|
| 4thQ |
| 9週 |
角運動量、外積
運動量保存の法則 |
角運動量を計算できる。
運動量保存の法則を説明できる。
|
| 10週 |
衝突 |
運動量保存の法則から衝突
|
| 11週 |
仕事 |
仕事を説明でき、ばね力、重力、回転の仕事を計算できる。
|
| 12週 |
力学的エネルギー |
位置エネルギー、運動エネルギーを計算できる。
力学的エネルギー保存の法則を説明できる。
|
| 13週 |
動力
すべり摩擦、ころがり摩擦 |
動力の計算ができる。
摩擦の意味を理解し、摩擦力と摩擦係数を説明できる。
|
| 14週 |
かんたんな機械(てこ、滑車) |
てこ、滑車を用いた仕事が説明できる。
|
| 15週 |
かんたんな機械(斜面) |
斜面を用いた仕事が説明できる。
|
| 16週 |
定期試験 |
9～15週までの内容を網羅した試験により、授業内容の理解の定着を図る。
|
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 | 力学 | 力のモーメントを求めることができる。 | 3 | 後1 |
| 角運動量を求めることができる。 | 3 | 後9 |
| 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9 |
| 剛体における力のつり合いに関する計算ができる。 | 3 | 後6 |
| 重心に関する計算ができる。 | 3 | 後2 |
| 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。 | 3 | 後5 |
| 専門的能力 | 分野別の専門工学 | 機械系分野 | 力学 | 仕事の意味を理解し、計算できる。 | 4 | 後11 |
| てこ、滑車、斜面などを用いる場合の仕事を説明できる。 | 4 | 後14,後15 |
| 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 | 後12 |
| 位置エネルギーと運動エネルギーを計算できる。 | 4 | 後12 |
| 動力の意味を理解し、計算できる。 | 4 | 後13 |
| 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 | 後13 |
| 運動量および運動量保存の法則を説明できる。 | 4 | 後7,後9 |
| 剛体の回転運動を運動方程式で表すことができる。 | 4 | 後5 |
| 平板および立体の慣性モーメントを計算できる。 | 4 | 後2,後3 |
評価割合
| 試験 | 演習・レポート | 合計 |
| 総合評価割合 | 70 | 30 | 100 |
| 基礎的能力 | 0 | 0 | 0 |
| 専門的能力 | 70 | 30 | 100 |
| 分野横断的能力 | 0 | 0 | 0 |