数理演習Ⅰ(0094)

科目基礎情報

学校 八戸工業高等専門学校 開講年度 平成30年度 (2018年度)
授業科目 数理演習Ⅰ(0094)
科目番号 0338 科目区分 一般 / 必修
授業形態 講義 単位の種別と単位数 履修単位: 1
開設学科 産業システム工学科機械システムデザインコース 対象学年 3
開設期 後期 週時間数 2
教科書/教材 適宜プリントを配布する。そのほか,1,2年生の物理系の教科書、資料を用いる。
担当教員 中村 美道,丹羽 隆裕

到達目標

(1) これまで学習してきた物理学の内容に関する問題を解くことができること
(2) 他者とのコミュニケーションの中で,「知識を共有し,自ら答えを導く」能力を身に
つけること

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
物理学の知識体系これまでの学習した物理の内容の総復習を行い,知識を整理した上で,個々の単元同士のつながりを理解できるこれまで学習した物理の内容の総復習を行い,個々の問題を解くことができるこれまでの学習内容の復習が不十分で,基礎的な問題の半数以上を解くことができない
他者とのコミュニケーション物理学に関連する応用的な演習問題について,他者と議論を積極的に行い,自らの知識を活用して答えを導き,その知識を他者と共有ができる物理学に関連する基礎的な演習問題について,他者と議論を行って答えを導き,その知識を他者と共有できる基礎的な演習問題を解くことができるが,他者との議論が不十分で,知識の共有ができない
個々の課題への対応演習問題などの課題の誤答について,誤りを分析し,正しい方法で解くことができる。 正答に対して,より効率の良い解法を模索し,他者との議論,共有ができる演習問題などの課題の誤答について,誤りを分析し,正しい方法で解くことができる。 正答の解法を他者と共有できる演習問題などの課題の誤答について,その誤りを分析できない

学科の到達目標項目との関係

学習・教育到達度目標 DP3 説明 閉じる
地域志向 〇 説明 閉じる

教育方法等

概要:
【開講学期】冬学期週4時間
これまでに物理学で学習した内容に関する様々な問題に改めて取り組み,その知識と理解を確かなものとすることを目標とする。従来型の座学ではなく,受講者同士のコミュニケーションを重視し,「知識を共有し,自ら答えを導く」 能力を身につける。
授業の進め方・方法:
担当教員中心の座学ではなく,受講者を中心とした講義とする。よって,これまで学習した内容に関する演習を実施するが,グループワークが中心である。正解を発見するための「プロセス」と「他者とのコミュニケーション」を重視し,他の受講者との積極的な交流を促すスタイルで講義を進行する。
注意点:
この講義で取り扱う内容は全て 2 年生までに学習している内容である。関連する演習問題を積極的に解くこと。正解に至るプロセスは,受講者同士確認し合い,議論し,「知識を共有し,自ら答えを導く」能力を育てるため,他者との積極的な交流を望む。

授業計画

授業内容 週ごとの到達目標
後期
3rdQ
1週 演習 力学①(変位・等速直線運動)
2週 演習 力学①(変位・等速直線運動)
3週 演習 力学②(等加速度運動、運動の法則)
4週 演習 力学②(等加速度運動、運動の法則)
5週 演習 力学③(運動方程式、力学的エネルギー)
6週 演習 力学③(運動方程式、力学的エネルギー)
7週 演習 力学④(運動量、円運動、単振動)
8週 演習 力学④(運動量、円運動、単振動)
4thQ
9週 演習 熱力学(熱に関する諸法則、気体の状態方程式)
10週 演習 熱力学(熱に関する諸法則、気体の状態方程式)
11週 演習 波動(波の性質、重ね合わせ)
12週 演習 波動(波の性質、重ね合わせ)
13週 演習 電磁気学(クーロン力、電場、電位)
14週 演習 電磁気学(クーロン力、電場、電位)
15週 到達度試験
(答案返却とまとめ)
16週

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速度と加速度の概念を説明できる。2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。2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。2後1,後2,後3
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。2後1,後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。2後3,後4,後5
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。2
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。2後2,後5
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。2後2,後6
物体に作用する力を図示することができる。2後4
力の合成と分解をすることができる。2後4
重力、抗力、張力、圧力について説明できる。2後4
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。2後4
慣性の法則について説明できる。2後5
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。2後5
運動方程式を用いた計算ができる。2後5
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。2後5
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。2後3
最大摩擦力に関する計算ができる。2後5
動摩擦力に関する計算ができる。2後5
仕事と仕事率に関する計算ができる。2後6
物体の運動エネルギーに関する計算ができる。2後6
重力による位置エネルギーに関する計算ができる。2後6
弾性力による位置エネルギーに関する計算ができる。2後6
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。2後6
物体の質量と速度から運動量を求めることができる。2後7
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。2後7
運動量保存則を様々な物理量の計算に利用できる。2後7
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。2後7
単振動における変位、速度、加速度、力の関係を説明できる。2後8
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。2後8
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.2後8
万有引力による位置エネルギーに関する計算ができる。2後8
力のモーメントを求めることができる。2後7
角運動量を求めることができる。2後7
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。2後7
剛体における力のつり合いに関する計算ができる。2後8
重心に関する計算ができる。2後8
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。2後8
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。2後8
原子や分子の熱運動と絶対温度との関連について説明できる。2後9
時間の推移とともに、熱の移動によって熱平衡状態に達することを説明できる。2後9
熱量の保存則を表す式を立て、熱容量や比熱を求めることができる。2後10
物体の熱容量と比熱を用いた計算ができる。2後10
動摩擦力がする仕事は、一般に熱となることを説明できる。2後9
ボイル・シャルルの法則や理想気体の状態方程式を用いて、気体の圧力、温度、体積に関する計算ができる。2後9
気体の内部エネルギーについて説明できる。2後9
熱力学第一法則と定積変化・定圧変化・等温変化・断熱変化について説明できる。2後9
エネルギーには多くの形態があり互いに変換できることを具体例を挙げて説明できる。2後10
不可逆変化について理解し、具体例を挙げることができる。2後10
熱機関の熱効率に関する計算ができる。2後10
波動波の振幅、波長、周期、振動数、速さについて説明できる。2後11
横波と縦波の違いについて説明できる。2後12
波の重ね合わせの原理について説明できる。2後11
波の独立性について説明できる。2後12
2つの波が干渉するとき、互いに強めあう条件と弱めあう条件について計算できる。2後11
定常波の特徴(節、腹の振動のようすなど)を説明できる。2後12
ホイヘンスの原理について説明できる。2後11
波の反射の法則、屈折の法則、および回折について説明できる。2後11
弦の長さと弦を伝わる波の速さから、弦の固有振動数を求めることができる。2後11
気柱の長さと音速から、開管、閉管の固有振動数を求めることができる(開口端補正は考えない)。2後11
共振、共鳴現象について具体例を挙げることができる。2後11
一直線上の運動において、ドップラー効果による音の振動数変化を求めることができる。2後12
自然光と偏光の違いについて説明できる。2後12
光の反射角、屈折角に関する計算ができる。2後12
波長の違いによる分散現象によってスペクトルが生じることを説明できる。2後12
電気クーロンの法則を説明し、点電荷の間にはたらく静電気力を求めることができる。2
導体と不導体の違いについて、自由電子と関連させて説明できる。2後13
オームの法則から、電圧、電流、抵抗に関する計算ができる。2後13,後14
抵抗を直列接続、及び並列接続したときの合成抵抗の値を求めることができる。2後13,後14
ジュール熱や電力を求めることができる。2後14

評価割合

試験レポート合計
総合評価割合70300000100
基礎的能力70300000100
専門的能力0000000
分野横断的能力0000000