物理学ⅠB

科目基礎情報

学校 富山高等専門学校 開講年度 令和02年度 (2020年度)
授業科目 物理学ⅠB
科目番号 0006 科目区分 一般 / 必修
授業形態 授業 単位の種別と単位数 履修単位: 1
開設学科 機械システム工学科 対象学年 1
開設期 後期 週時間数 2
教科書/教材 物理基礎(数研出版):ISBN978-4-410-81103-6、物理(数研出版):ISBN978-4-410-81133-3
担当教員 豊嶋 剛司

到達目標

1.力学的エネルギーに関して、仕事、仕事率、運動エネルギーと位置エネルギーの導出ができる.力学的エネルギー保存則を理解し、物理量の計算に応用ができる
2.運動量に関して、運動量の概念を知り、力積が運動量の差であることと運動量保存則を理解し、物理量の計算に応用ができる
3.単振動・円運動に関して、周期や振動数などの諸量の表現法を理解し、変位、速度、加速度、力の関係を理解し、物理量の計算に応用ができる
4.万有引力の法則に関して、万有引力の式を理解し、万有引力と位置エネルギーの導出ができる
5.剛体に関して、剛体の定義を理解し、力の釣り合いと重心に関する計算ができる.加えて、簡単な形状に関する慣性モーメントについて理解する

ルーブリック

標準的な到達レベルの目安未到達レベルの目安
力学的エネルギー(1)仕事と仕事率に関する計算ができる仕事と仕事率に関する計算ができない
力学的エネルギー(2)物体の運動エネルギーに関する計算ができる物体の運動エネルギーに関する計算ができない
力学的エネルギー(3)重力による位置エネルギーに関する計算ができる重力による位置エネルギーに関する計算ができない
力学的エネルギー(4)弾性力による位置エネルギーに関する計算ができる弾性力による位置エネルギーに関する計算ができない
力学的エネルギー(5)力学的エネルギー保存則について理解し、様々な物理量の計算に利用できる力学的エネルギー保存則について理解し、様々な物理量の計算に利用できない
運動量(1)物体の質量と速度から運動量を求めることができる物体の質量と速度から運動量を求めることができない
運動量(2)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ない
運動量(3)運動量保存則を様々な物理量の計算に利用できる運動量保存則を様々な物理量の計算に利用できない
単振動(1)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ない
単振動(2)単振動における変位、速度、加速度、力の関係を説明できる単振動における変位、速度、加速度、力の関係を説明できない
円運動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ない
万有引力(1)万有引力の法則から物体間に働く万有引力を求めることができる万有引力の法則から物体間に働く万有引力を求めることができない
万有引力(2)万有引力による位置エネルギーに関する計算ができる万有引力による位置エネルギーに関する計算ができない
力のモーメント力のモーメントを求めることができる力のモーメントを求めることができない
角運動量角運動量と角運動量保存則について理解し、具体的な例を挙げて説明できる角運動量と角運動量保存則について理解し、具体的な例を挙げて説明できない
剛体(1)剛体における力の釣り合いに関する計算ができる剛体における力の釣り合いに関する計算ができない
剛体(2)剛体の重心に関する計算ができる剛体の重心に関する計算ができない
剛体(3)簡単な形状に対する慣性モーメントと回転の運動方程式の関係を説明できる簡単な形状に対する慣性モーメントと回転の運動方程式の関係を説明できない

学科の到達目標項目との関係

教育方法等

概要:
物理学を学ぶことは数式を覚えるのではなく、自然科学を理解して工学への応用ができる幅広い視野を身につけるための礎となる.自然科学における様々な現象を物理学が数学的に解釈可能であることを、演習問題等を通じて理解を深める
授業の進め方・方法:
講義
注意点:
予習・復習を行う際は、自分が理解できている点、わからない点が何なのかを整理する習慣をつけること
授業計画は、学生の理解度に応じて変更する場合がある

授業計画

授業内容 週ごとの到達目標
後期
3rdQ
1週 力学的エネルギー(1) 仕事と仕事率に関する計算ができる
物体の運動エネルギーに関する計算ができる
2週 力学的エネルギー(2) 重力や弾性力による位置エネルギーが計算できる
力学的エネルギー保存則を理解し、物理量の計算ができる
3週 運動量 運動量の定義と力積との関係を理解する
運動量保存則を理解し、物理量の計算ができる
4週 単振動 周期や振動数などの単振動を特徴つける諸量を理解する
単振動における変位、速度、加速度、力の関係を説明できる
5週 円運動(1) 等速円運動における諸量の表記法を理解する
6週 円運動(2) 物体の速度、角速度、加速度、遠心力と向心力に関する計算ができる
7週 中間試験
8週 答案返却、解説
4thQ
9週 万有引力 万有引力の法則を理解し、物体間に働く万有引力や位置エネルギーの計算ができる
10週 力のモーメント 力と力のモーメントの違いを理解し、力のモーメントの計算ができる
11週 角運動量と保存則 運動量と角運動量の違いに加え、角運動量保存則を理解する
例題における角運動量の計算ができる
12週 剛体(1) 剛体の定義を理解し、力の釣り合いに関する計算ができる
13週 剛体(2) 剛体の重心に関する計算ができる
14週 剛体(3) 簡単な形状に対する慣性モーメントや、回転の運動方程式を理解する
15週 期末試験
16週 答案返却、解説、アンケート

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。3後1,後7
物体の運動エネルギーに関する計算ができる。3後1,後7
重力による位置エネルギーに関する計算ができる。3後2,後7
弾性力による位置エネルギーに関する計算ができる。3後2,後7
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後2,後7
物体の質量と速度から運動量を求めることができる。3後3,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。3後3,後7
運動量保存則を様々な物理量の計算に利用できる。3後3,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。3後4,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。3後4,後7
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後5,後6,後7
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後9,後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後9,後15
力のモーメントを求めることができる。3後10,後15
角運動量を求めることができる。3後11,後15
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11,後15
剛体における力のつり合いに関する計算ができる。3後12,後15
重心に関する計算ができる。3後13,後15
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14,後15
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14,後15

評価割合

試験レポート合計
総合評価割合8020100
基礎的能力8020100
専門的能力000