到達目標
(ア)剛体の回転について,力や力のモーメントのつり合いの式を立てることができる。
(イ)大気圧や水圧の原因を理解し,計算することができる。
(ウ)アルキメデスの原理(浮力と体積の関係)を理解している。
(エ)比熱を使って,物質の熱容量を計算できる。
(オ)熱エネルギ保存則を用いて,固体の比熱測定原理を理解できる。
(カ)ボイル・シャルルの法則を使って,気体の体積・圧力・温度を計算することができる。
(キ)理想気体の状態方程式を使って,気体のモル数を求めることができる。
(ク)気体の温度から,内部エネルギと分子の平均運動エネルギ(平均の速さ)を計算することができる。
(ケ)熱力学の第一法則から,定圧変化・定積変化・等温変化・断熱変化の式を導くことができる。
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(ア) | 力や力のモーメントのつり合いの式を立て,剛体の回転についての応用問題を解くことができる。 | 力や力のモーメントのつり合いの式を立て,剛体の回転についての基本問題を解くことができる。 | 力や力のモーメントのつり合いの式を立て,剛体の回転についての基本問題を解くことができない。 |
評価項目(イ) | 大気圧や水圧の原因を理解し,これらに関する応用問題を解くことができる。 | 大気圧や水圧の原因を理解し,これらに関する基本問題を解くことができる。 | 大気圧や水圧の原因を理解し,これらに関する基本問題を解くことができない。 |
評価項目(ウ) | アルキメデスの原理(浮力と体積の関係)を理解し、浮力に関する応用問題を解くことができる。 | アルキメデスの原理(浮力と体積の関係)を理解し、浮力に関する基本問題を解くことができる。 | アルキメデスの原理(浮力と体積の関係)を理解し、浮力に関する基本問題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:
我々の身の周りでは,熱の発生・移動・消費が頻繁に見られる。普段の快適な生活が成り立っているのは,人間が熱を制御する方法を知っているためである。本講義では,熱現象を物理的に取り扱う(熱力学)。具体的には,熱の移動を熱エネルギ保存という観点から把握していく。また,物質の熱的な特性についても講義する。さらに,力学的エネルギと熱エネルギの関係についても言及する。なお,講義の前半では,剛体や流体に働く力について学ぶ。
授業の進め方・方法:
注意点:
「高専の物理問題集」は,講義中に演習問題として使うことが多いので,必ず携帯すること。
選択必修の種別・旧カリ科目名
選択必修(理)
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 |
剛体に働く力: 力のモーメントとつり合いの条件 |
力のモーメントの定義を理解し、剛体の回転との関係を説明できる。
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2週 |
剛体に働く力: 力のモーメントとつり合いの条件 |
作用線の原理などを用いて、複雑な場合の力のモーメントを計算できる。
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3週 |
剛体に働く力: 力のモーメントとつり合いの条件 |
力のモーメントや力のつりあいを用いて、剛体のつりあいの条件を計算することができる。
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4週 |
流体に働く力: 空気や液体による圧力,浮力(アルキメデスの原理) |
流体にはたらく圧力の仕組みを知り、高低差と圧力差の関係を説明することができる。
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5週 |
流体に働く力: 空気や液体による圧力,浮力(アルキメデスの原理) |
浮力が発生する仕組みを知り、浮力がはたらく問題を解くことができる。
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6週 |
温度と熱: 熱平衡,熱の仕事当量,固体の熱膨張 |
熱とエネルギーの関係を理解し、熱平衡や熱膨張について説明することができる。
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7週 |
熱量: 物質の比熱と熱容量,固体の比熱測定,物質の相変化 |
物質の比熱について理解し、関連する問題を解くことができる。
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8週 |
熱量: 物質の比熱と熱容量,固体の比熱測定,物質の相変化 |
物質の相変化や潜熱について理解し、相変化を含む温度変化に関する問題を解くことができる。
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2ndQ |
9週 |
理想気体: 理想気体の性質,ボイル・シャルルの法則,理想気体の状態方程式 |
理想気体の状態方程式について理解し、関連する問題を解くことができる。
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10週 |
気体の分子運動: 分子運動と内部エネルギ,分子の平均運動エネルギ |
気体分子の熱運動と圧力の関係について理解し、平均運動エネルギや内部エネルギを説明できる。
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11週 |
気体の分子運動: 分子運動と内部エネルギ,分子の平均運動エネルギ |
平均運動エネルギや内部エネルギの式を用いて、気体分子の平均速度と温度が関わる問題を解ける。
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12週 |
熱力学第一法則: 定圧変化,定積変化,等温変化,断熱変化,モル比熱 |
熱力学第一法則について理解し、気体の定圧変化や定積変化に関わる問題を解くことができる。
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13週 |
熱力学第一法則: 定圧変化,定積変化,等温変化,断熱変化,モル比熱 |
熱力学第一法則について理解し、機体の等温変化や断熱変化に関わる問題を解くことができる。
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14週 |
熱力学第二法則: 熱機関,熱効率 |
熱力学第二法則について理解し、熱機関や熱効率について説明することができる。
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15週 |
前期のまとめ |
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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 |
専門的能力 | 分野別の専門工学 | 建築系分野 | 構造 | トラスの種類を説明でき、トラスの部材力の意味について説明できる。 | 4 | |
節点法や切断法を用いて、トラスの部材応力を計算できる。 | 4 | |
ラーメンやその種類について説明できる。 | 4 | |
ラーメンの支点反力、応力(軸力、せん断力、曲げモーメント)を計算し、その応力図(軸力図、せん断力図、曲げモーメント図)をかくことができる。 | 4 | |
評価割合
| 定期試験 | 課題 | 小テスト | 合計 |
総合評価割合 | 50 | 20 | 30 | 100 |
基礎的能力 | 50 | 20 | 30 | 100 |