到達目標
1.物体に作用する力が図示でき,力および力のモーメントのつりあいに関する計算ができる。
2.物体(平板)の重心位置を計算できる。
3.等速円運動する物体の向心力,遠心力の意味を理解し,計算できる。
4.慣性力と遠心力の意味を理解し,計算ができる。
5.単振動を特徴づける諸量を求めることができる。
6.万有引力の法則を説明し、物体間にはたらく万有引力および万有引力による位置エネルギーの計算ができる。
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 |
力および力のモーメント | 物体に作用する力が明解に図示でき,力および力のモーメントのつりあいに関する詳細な計算ができる。 | 物体に作用する力が図示でき,力および力のモーメントのつりあいに関する計算ができる。 | 物体に作用する力が図示と力および力のモーメントのつりあいに関する計算ができない。 |
重心 | 物体(平板)の重心位置をわかりやすく計算できる。 | 物体(平板)の重心位置を計算できる。 | 物体(平板)の重心位置を計算できさい。 |
円運動 | 等速円運動する物体の向心力,遠心力の意味を明確に理解し,わかりやすく計算できる。 | 等速円運動する物体の向心力,遠心力の意味を理解し,計算できる。 | 等速円運動する物体の向心力,遠心力の意味の理解と計算ができない。 |
慣性力と遠心力 | 慣性力と遠心力の意味を明確に理解し,わかりやすく計算できる。 | 慣性力と遠心力の意味を理解し,計算できる。 | 慣性力と遠心力の意味の理解と計算ができない。 |
単振動 | 単振動を特徴づける諸量を論理的に求めることができる。 | 単振動を特徴づける諸量を求めることができる。 | 単振動を特徴づける諸量を求めることができない。 |
万有引力 | 万有引力の法則を明確に説明し、物体間にはたらく万有引力および万有引力による位置エネルギーをわかりやすく計算ができる。 | 万有引力の法則を説明し、物体間にはたらく万有引力および万有引力による位置エネルギーの計算ができる。 | 万有引力の法則を説明できず,物体間にはたらく万有引力および万有引力による位置エネルギーの計算ができない。 |
学科の到達目標項目との関係
教育方法等
概要:
力学基礎の授業では、3年生からの各コースの専門科目の基礎となる物理の力学分野(静力学と動力学の基礎)の講義および演習を行います。
1年生の物理Ⅰで学んだ力のはたらきとつりあい、仕事と運動エネルギーの内容を確認しながら、剛体にはたらく力とその合力、円運動、慣性力と遠心力、単振動、万有引力の内容を行います。
授業の進め方・方法:
授業は、まず内容の解説を行い、例題と演習を解くことによる知識の定着、確認テストと振り返り、を行います。
講義資料は授業前にGoogleClassroomにアップします。事前学習に利用してください。
注意点:
【成績評価基準・方法】
定期試験の成績を60%,平素の学習状況等(提出物・平常試験等)を40%の割合で総合的に評価することを原則とします。
【事前・事後学習】
事前学習:講義資料をGoogleClassroomにアップします。講義資料と教科書の該当部分を読んで授業に臨んでください。
事後学習:授業で行った例題の復習を行い、演習を解くこと。演習については、学生同士デッスカッションなどをして、理解を深めてください。
授業の属性・履修上の区分
授業計画
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週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
前期 |
1stQ |
1週 |
1.剛体にはたらく力とその合力:力のモーメントについて学ぶ。 |
物体に作用する力を図示することができる。 力のモーメントを求めることができる。
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2週 |
1.剛体にはたらく力とその合力:剛体のつり合いの条件と剛体にはたらく2力の合成について学ぶ。 |
剛体における力のつりあいに関する計算ができる。 力の合成と分解をすることができる。
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3週 |
1.剛体にはたらく力とその合力:剛体にはたらく2力の合成と偶力について学ぶ。 |
力の合成と分解をすることができる。 偶力の意味を理解し,偶力のモーメントを計算できる。
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4週 |
《確認テスト》1.剛体にはたらく力とその合力 2.剛体の重心とつりあい:重心について学ぶ。 |
重心の定義を理解し,重心に関する計算ができる。
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5週 |
2.剛体の重心とつりあい:剛体のつりあいについて学ぶ。 |
剛体における力のつりあいに関する計算ができる。
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6週 |
2.剛体の重心とつりあい:剛体のつりあいについて学ぶ 【総合演習】《節末問題》 |
剛体における力のつりあいに関する計算ができる。
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7週 |
3.円運動:等速円運動,等速円運動の速度と加速度について学ぶ。 |
周期と回転数など等速円運動を特徴づける諸量を求めることができる。 等速円運動する物体の速度,角速度,加速度に関する計算ができる。
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8週 |
3.円運動:等速円運動向心力について学ぶ。 4.慣性力と遠心力:慣性力について学ぶ。 |
等速円運動する物体の向心力に関する計算ができる。 慣性力の意味を理解し,計算できる。
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2ndQ |
9週 |
4.慣性力と遠心力:遠心力について学ぶ。 《確認テスト》3.円運動:等速円運動 |
遠心力の意味を理解し,計算できる。
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10週 |
5.単振動:単振動の速度・加速度・復元力について学ぶ。 |
周期,振動数など単振動を特徴できる諸量を求めることができる。 単振動における速度,加速度,力の関係を説明できる。
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11週 |
5.単振動:ばね振り子,単振り子について学ぶ。 |
ばね振り子・単振り子の周期および速度,加速度,力の関係を説明できる。 単振動のエネルギーについて説明できる。
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12週 |
5.単振動:単振動のエネルギーについて学ぶ。 【総合演習】《節末問題》 |
単振動のエネルギーについて説明できる。
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13週 |
6.万有引力による運動:万有引力の法則および物体間にはたらく万有引力について学ぶ。 |
万有引力の法則を説明し、物体間にはたらく万有引力の計算ができる。
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14週 |
6.万有引力による運動:万有引力による位置エネルギーについて学ぶ。 |
万有引力による位置エネルギーの計算ができる。
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15週 |
【総合演習】《節末問題》他 |
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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 | 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 |
質点にはたらく力のつりあいの問題を解くことができる。 | 3 | |
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 | |
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 | |
物体の運動エネルギーに関する計算ができる。 | 3 | |
重力による位置エネルギーに関する計算ができる。 | 3 | |
弾性力による位置エネルギーに関する計算ができる。 | 3 | 前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 | 前14 |
周期、振動数など単振動を特徴づける諸量を求めることができる。 | 3 | 前11 |
単振動における変位、速度、加速度、力の関係を説明できる。 | 3 | 前11 |
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9 |
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15 |
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 | 前15 |
力のモーメントを求めることができる。 | 3 | 前1 |
剛体における力のつり合いに関する計算ができる。 | 3 | 前2 |
重心に関する計算ができる。 | 3 | 前5 |
評価割合
| 試験 | 演習・確認テスト | | | | | 合計 |
総合評価割合 | 60 | 40 | 0 | 0 | 0 | 0 | 100 |
基礎的能力 | 50 | 30 | 0 | 0 | 0 | 0 | 80 |
専門的能力 | 10 | 10 | 0 | 0 | 0 | 0 | 20 |
分野横断的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |