到達目標
１．仕事とエネルギーの関係を理解し、エネルギー保存則を用いた計算ができる。
２．二体系における重心、運動量、角運動量などの計算ができる。
３．質点系と剛体における並進運動、回転運動の運動方程式を立てることができる。
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 | 仕事とエネルギーの関係を理解し、エネルギー保存則を用いた計算ができる、さらに保存力について説明できる。 | 仕事とエネルギーの関係を理解し、エネルギー保存則を用いた計算ができる。 | 仕事とエネルギーの関係を理解し、エネルギー保存則を用いた計算ができない。 |
| 評価項目2 | 二体系における重心、運動量、角運動量などの計算ができ、さらに運動量保存、角運動量保存を数式で示すことができる。 | 二体系における重心、運動量、角運動量などの計算ができる。 | 二体系における重心、運動量、角運動量などの計算ができない。 |
| 評価項目3 | 質点系と剛体における並進運動、回転運動の運動方程式を立てることができ、運動エネルギーの計算ができる。 | 質点系と剛体における並進運動、回転運動の運動方程式を立てることができる。 | 質点系と剛体における並進運動、回転運動の運動方程式を立てることができない。 |
学科の到達目標項目との関係
教育方法等
概要:
物理学のみならず、専門科目の基礎ともなる力学を基本から学習する。1、2年次に学習した数学を活用し、自然現象の本質を抽出する物理的なものの見方、考えかたを身につける。物理学基礎Ⅰで学習した質点の力学を発展させ、質点系や剛体の基礎力学を扱う。本科目に習熟すれば、様々な力学現象への定量的応用能力が高まる。
授業の進め方・方法:
講義形式で進め、適宜演習を行う。
注意点:
予習復習はもちろん、演習問題等を通して積極的に自学する姿勢が重要である。１年次の教科書「力学Ⅰ」を利用するとよい。授業の進捗状況に応じて、演習として適宜平常テストを課す。
授業計画
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週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
| 後期 |
| 3rdQ |
| 1週 |
仕事 |
積分を用いて仕事の計算ができる。
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| 2週 |
力学的エネルギー保存則 |
保存力について説明できる。
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| 3週 |
力学的エネルギー保存則 |
位置エネルギーと保存力の関係を説明できる。
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| 4週 |
力学的エネルギー保存則 |
積分を用いて位置エネルギーの計算ができる。
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| 5週 |
二体系の力学 |
二体系の重心を求め、運動方程式を解くことができる。
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| 6週 |
二体系の力学 |
二体系の相対運動を説明できる。
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| 7週 |
二体系の力学 |
衝突と反発係数について説明できる。
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| 8週 |
二体系の力学 |
二体系の角運動量を計算できる。
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| 4thQ |
| 9週 |
二体系の力学 |
二体系の相対運動における運動量等を計算できる。
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| 10週 |
二体系の力学 |
二体系の回転運動、偶力を説明できる。
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| 11週 |
質点系と剛体の力学 |
質点系と剛体の重心を求め、並進運動の運動方程式を立てることができる。
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| 12週 |
質点系と剛体の力学 |
質点系と剛体の回転運動に関する運動方程式を解くことができる。
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| 13週 |
質点系と剛体の力学 |
剛体の慣性モーメントを求める事ができる。
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| 14週 |
質点系と剛体の力学 |
様々な剛体に対して運動方程式を適用できる。
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| 15週 |
答案返却・解説 |
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| 16週 |
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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 | 仕事と仕事率に関する計算ができる。 | 4 | |
| 物体の運動エネルギーに関する計算ができる。 | 4 | |
| 重力による位置エネルギーに関する計算ができる。 | 4 | |
| 弾性力による位置エネルギーに関する計算ができる。 | 4 | |
| 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 | |
| 物体の質量と速度から運動量を求めることができる。 | 4 | |
| 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。 | 4 | |
| 運動量保存則を様々な物理量の計算に利用できる。 | 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。 | 4 | |
| 剛体における力のつり合いに関する計算ができる。 | 4 | |
| 重心に関する計算ができる。 | 4 | |
| 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。 | 4 | |
| 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 | |
評価割合
| 試験 | 発表 | 相互評価 | 態度 | ポートフォリオ | その他 | 合計 |
| 総合評価割合 | 70 | 0 | 0 | 0 | 0 | 30 | 100 |
| 基礎的能力 | 35 | 0 | 0 | 0 | 0 | 20 | 55 |
| 専門的能力 | 25 | 0 | 0 | 0 | 0 | 5 | 30 |
| 分野横断的能力 | 10 | 0 | 0 | 0 | 0 | 5 | 15 |