到達目標
□ 多自由度系における質点の運動方程式が書ける.
□ 運動方程式を解き, 規準モードを求めることができる.
□ フーリエ解析を用いて, 連続体の振動を解析することができる.
□ それらの知識を, 実際の現象に応用することができる.
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 | 単振動の運動方程式を導出し、解くことができる。 | 単振動の運動方程式を解くことができる。 | 単振動の運動方程式を解けない。 |
| 評価項目1 | 自由度2の連成振動の運動方程式を解くことができ、規準振動を求めることができる。 | 自由度2の連成振動の運動方程式を解くことができる。 | 自由度2の連成振動の運動方程式を解けない。 |
| 評価項目3 | 多自由度の連成振動の運動方程式を解くことができ、規準振動を求めることができる。 | 多自由度の連成振動の運動方程式を解くことができる。 | 多自由度の連成振動の運動方程式が解けない。 |
| 評価項目2 | 連続体の運動方程式を解くことができ、フーリエ級数で表せる。 | 連続体の運動方程式を解くことができる。 | 連続体の運動方程式を解くことができない。 |
学科の到達目標項目との関係
教育方法等
概要:
大学の理工系学部低学年程度の線型の振動・波動現象に関する基本的な理論を学習する.
授業の進め方・方法:
座学
注意点:
1年次力学基礎、2年次物理、3年次応用物理Iの内容を前提とする。これらの学修が不十分な場合はきちんと復習をしておく。
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 |
| 後期 |
| 3rdQ |
| 1週 |
単振動 (1) |
単振動の解
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| 2週 |
単振動 (2) |
重ね合わせの原理、ポテンシャル中の振動
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| 3週 |
自由度2の振動 (1) |
自由度2の系の複雑な運動、モード
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| 4週 |
自由度2の振動 (2) |
連成振動
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| 5週 |
自由度2の振動 (3) |
一般的なモードの求め方
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| 6週 |
自由度2の振動 (4) |
うなり
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| 7週 |
多自由度の振動 (1) |
自由度3の連成振動
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| 8週 |
中間試験 |
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| 4thQ |
| 9週 |
多自由度の振動 (2) |
多自由度の系のモード
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| 10週 |
多自由度の振動 (3) |
分散関係
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| 11週 |
連続体の振動 (1) |
連続体の運動方程式
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| 12週 |
連続体の振動 (2) |
弦の振動のモード
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| 13週 |
連続体の振動 (3) |
フーリエ級数
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| 14週 |
連続体の振動 (4) |
フーリエ級数、自由度Nの系と連続体の関係
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| 15週 |
定期試験 |
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| 16週 |
補足事項 |
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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 | 物理 | 速度と加速度の概念を説明できる。 | 3 | |
| 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 | |
| 物体に作用する力を図示することができる。 | 3 | |
| 力の合成と分解をすることができる。 | 3 | |
| フックの法則を用いて、弾性力の大きさを求めることができる。 | 3 | |
| 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 | |
| 運動方程式を用いた計算ができる。 | 3 | |
| 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 | |
| 弾性力による位置エネルギーに関する計算ができる。 | 3 | |
| 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 | |
| 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 | |
| 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 | |
| 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 | |
評価割合
| 試験 | 発表 | 相互評価 | 態度 | ポートフォリオ | レポート | 合計 |
| 総合評価割合 | 100 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 100 |
| 基礎的能力 | 100 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 100 |
| 専門的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 分野横断的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |