応用物理Ⅰ

Course Information

College	Toyama College	Year	2016
Course Title	応用物理Ⅰ
Course Code	0035	Course Category	Specialized / Elective
Class Format	Lecture	Credits	School Credit: 2
Department	Department of Mechanical Engineering	Student Grade	3rd
Term	Year-round	Classes per Week	2
Textbook and/or Teaching Materials	高専の応用物理（小暮・森北出版） 物理Ⅰ，Ⅱ（数研出版）
Instructor	Toshima Takeshi,Asaji Toyohisa

Course Objectives

1. ニュートンの運動法則
2. 質点の運動
3. エネルギー保存則
4. 剛体の運動
5. 弾性体と完全流体
6. 光の波動性と粒子性
7. 静的な電界
8. 静的な磁界
9. 動的な電磁界
について理解出来た．

Rubric

	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	位置、速度、加速度の相関性について理解し、微積分を用いて導出が出来る	質点の位置の時間変化から速度、加速度の導出が出来る	質点の位置の時間変化から速度、加速度の導出が出来ない
評価項目2	質点に働く力から位置の時間変化ならびにポテンシャルエネルギーの導出が出来る	質点に働く力から位置の時間変化が導出出来る	質点に働く力から位置の時間変化が導出出来ない
評価項目3	質量が時間変化する質点の運動方程式から解が求められる	質量が時間変化をする質点の運動方程式が立てられる	質量が時間変化をする質点の運動方程式が立てられない
評価項目4	球や円錐等の形状を有する剛体の慣性モーメントを体積要素から導出出来る	回転対称性を有する形状の剛体の慣性モーメントを導出出来る	回転対称性を有する形状の剛体の慣性モーメントを導出出来ない
評価項目5	物体の並進運動と回転運動の連立方程式から物体の運動が導出出来る	物体の回転運動に関する運動方程式が導出出来る	物体の回転運動に関する運動方程式が導出出来ない
評価項目6	動圧、静圧を理解し、ピトー管の原理が説明出来る	ベルヌーイの定理について説明が出来る	ベルヌーイの定理について説明が出来ない
評価項目7	電荷による力や電界と電位の関係を正しく理解し，応用問題を解くことができる．	電荷による力や電界と電位の基本的な関係を理解し，基本問題を解くことができる．	電荷による力や電界と電位の関係を理解できず，基本問題を解くことができない．
評価項目8	磁荷による力や磁界の関係を正しく理解し，応用問題を解くことができる．	磁荷による力や磁界の基本的な関係を理解し，基本問題を解くことができる．	磁荷による力や磁界の関係を理解できず，基本問題を解くことができない．
評価項目9	電流と磁界の関係を正しく理解し，応用問題を解くことができる．	電流と磁界の基本的な関係を理解し，基本問題を解くことができる．	電流と磁界の関係を理解できず，基本問題を解くことができない．

Teaching Method

Outline:

学習目標(授業の狙い)
本講義では物理学で学んできた力学･電磁気学･波に加えて流体力学を数学的見地から再解釈し自然現象と数学を結び付ける応用力を養うことを目的とする．

Style:

教員単独による講義を実施する．

Notice:

応用物理は物理学で学んできた知識を数学(特に微分･積分)の見地から見直し，基本的な概念を理解することが大切である．このことは，単に式を覚えるのではなく，演習問題を自分で考え，解いてみることが必要であり，関連図書や関連する参考書などを活用して自学習にも望んで欲しい．「応用」物理とあるように，この講義は物理学を基本とする科目であることから1～2年時に学んだ物理を再度勉強するつもりで臨むようにお願いします．また，本教科の内容が理解出来ない場合は簡単なことを聞くのは・・・と遠慮をせず，疑問が生じた時点で積極的に質問をすることが望ましい．

なお，授業計画は学生の理解度に応じて変更する場合がある。

Course Plan

			Theme	Goals
1st Semester
	1st Quarter
		1st	ガイダンス	講義の進め方について，物理学(力学)の復習
		2nd	1.力学の基礎Ⅰ	運動の第1-3法則の復習、慣性系
		3rd	1.力学の基礎Ⅱ	仕事とエネルギー、力積の関係
		4th	2.質点系の力学Ⅰ	重心と運動量、重心に対する運動方程式
		5th	2.質点系の力学Ⅱ	力のモーメントと角運動量
		6th	3.剛体の力学Ⅰ	剛体の慣性モーメントの導出Ⅰ
		7th	前期中間試験
		8th	3.剛体の力学Ⅱ	剛体の慣性モーメントの導出Ⅱ
	2nd Quarter
		9th	3.剛体の力学Ⅲ	剛体の並進運動と回転運動における連立運動方程式Ⅰ
		10th	3.剛体の力学Ⅳ	剛体の並進運動と回転運動における連立運動方程式Ⅱ
		11th	3.剛体の力学に関する復習
		12th	4.変形する物体	材料学からみた固体の変形
		13th	4.流体Ⅰ	完全流体と連続の方程式
		14th	4.流体Ⅱ	ベルヌーイの定理
		15th	4.変形する物体に関する復習
		16th	期末試験
2nd Semester
	3rd Quarter
		1st	7.静的な電磁気Ⅰ	電荷と力、電界
		2nd	7.静的な電磁気Ⅱ	電界の導出法、電位
		3rd	7.静的な電磁気Ⅲ	導体と電気容量
		4th	7.静的な電磁気Ⅳ	コンデンサーに蓄えられるエネルギー
		5th	7.静的な電磁気Ⅴ	誘電体と電界のエネルギー
		6th	7.静的な電磁気Ⅵ	磁荷と力
		7th	7.静的な電磁気Ⅶ	磁性体と工業的応用
		8th	後期中間試験	第1〜7週の内容の理解度を測るために，中間試験を行う．
	4th Quarter
		9th	8.動的な電磁気Ⅰ	電流とオームの法則
		10th	8.動的な電磁気Ⅱ	超伝導
		11th	8.動的な電磁気Ⅲ	電流磁界の計算法、電流に働く力
		12th	8.動的な電磁気Ⅳ	変動する電磁界Ⅰ
		13th	8.動的な電磁気Ⅴ	変動する電磁界Ⅱ
		14th	8.動的な電磁気Ⅵ	電磁場
		15th	期末試験	第9〜14週の内容の理解度を測るために，中間試験を行う．
		16th	解答，アンケート

Evaluation Method and Weight (%)

	試験	発表	相互評価	態度	ポートフォリオ	その他	Total
Subtotal	165	0	0	0	0	35	200
基礎的能力	80	0	0	0	0	20	100
専門的能力	85	0	0	0	0	15	100
分野横断的能力	0	0	0	0	0	0	0