応用物理A

科目基礎情報

学校 仙台高等専門学校 開講年度 令和02年度 (2020年度)
授業科目 応用物理A
科目番号 0039 科目区分 専門 / 選択
授業形態 授業 単位の種別と単位数 履修単位: 1
開設学科 ロボティクスコース 対象学年 4
開設期 前期 週時間数 2
教科書/教材 書名:基礎から学ぶ物理    著者:北林照幸 他    出版社:講談社
担当教員 舘野 安夫

到達目標

・様々な物理現象とそれらの物理用語を理解し、物理的な考え方を身につける。
・基本的な物理的な関係式を、微積分を用いながら理解する。
・基礎的な計算問題を解くことができる。

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
知識・理解学習内容を十分に理解し、知識として身に着けている。学習内容を概ね理解し、基本的な知識が定着している。左の基準に達していない。
関心・意欲・態度授業の度に理解を深め、それ以上の発展問題に積極的に取り組み、関心を深めている。基礎的な問題に主体的に取り組み、関心を高めている。左の基準に達していない。
技能・表現定義・法則などから数学的な規則性を正しく導くことができ、発展的な問題に対処するこ とができる。定義・法則などを理解し、それを利用するところまで導くことができる。左の基準に達していない。

学科の到達目標項目との関係

教育方法等

概要:
これまで学んできた物理を復習しながら、微分積分の手法に基づき、さらに発展させた力学、質点系の力学、剛体の力学の基礎について学ぶ。
授業の進め方・方法:
講義および演習形式により授業を進め、専門科目の基礎となる物理の基礎の定着に繋げる。
 予習:次回講義内容についてシラバスを確認し、教科書を読む。
 復習:前回の講義内容に関する教科書や問題集の問題を解く。
注意点:
基礎科目、総合物理Ⅰおよび総合物理Ⅱの内容を充分に復習をしておくこと。
  書名:総合物理Ⅰ     著者:國友正和 他     発行所:数研出版
  書名:総合物理Ⅱ     著者:國友正和 他      発行所:数研出版

授業計画

授業内容 週ごとの到達目標
前期
1stQ
1週 数学の準備 内積・外積の定義の理解と、その計算方法の習得。ベクトルの微分法の理解と、その計算方法の習得。
2週 運動の法則 運動の3法則の理解。力と加速度の関係、力のつり合い、摩擦力の性質の理解。
3週 重力による運動(1) 等加速度運動の方程式を理解し、諸量を計算で求められること。
4週 重力による運動(2) 抵抗力を考慮した運動方程式の理解と、その表現としての微分方程式の計算手法の習得。
5週 仕事とエネルギー 仕事の定義の理解、運動エネルギーおよび位置エネルギーの導出過程の理解。力学的エネルギー保存則の理解とその計算手法の習得。
6週 運動量保存則 運動量の定義とその性質の理解。運動量保存則の理解とその計算手法の習得。
7週 質点系の力学の演習 大学入試および大学編入試験レベルの問題演習。
8週 前期中間試験
2ndQ
9週 円運動と慣性力 ベクトル表現による円運動の理解。等速円運動における向心加速度、遠心力の理解。
10週 振動 単振動の方程式の理解。円運動と単振動、単振り子の理解。減衰振動、強制振動、共振現象の理解。
11週 万有引力の法則 ケプラーの法則、ニュートンの運動方程式と万有引力の法則の関係の理解。
12週 剛体の回転運動(1) 慣性モーメントの定義の理解と計算方法の習得。剛体の回転の運動エネルギーの計算方法の理解。
13週 剛体の回転運動(2) 剛体振り子の運動、剛体の転がり運動の理解と計算方法の習得。
14週 剛体の回転と角運動量 角運動量、トルクおよび回転の運動方程式の理解と計算方法の習得。
15週 剛体の力学の演習 大学入試および大学編入試験レベルの問題演習。
16週 前期期末試験

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
分野横断的能力汎用的技能汎用的技能汎用的技能日本語と特定の外国語の文章を読み、その内容を把握できる。3
他者とコミュニケーションをとるために日本語や特定の外国語で正しい文章を記述できる。3
他者が話す日本語や特定の外国語の内容を把握できる。3
日本語や特定の外国語で、会話の目標を理解して会話を成立させることができる。3
円滑なコミュニケーションのために図表を用意できる。3
円滑なコミュニケーションのための態度をとることができる(相づち、繰り返し、ボディーランゲージなど)。3
他者の意見を聞き合意形成することができる。3
合意形成のために会話を成立させることができる。3
グループワーク、ワークショップ等の特定の合意形成の方法を実践できる。3
書籍、インターネット、アンケート等により必要な情報を適切に収集することができる。3
収集した情報の取捨選択・整理・分類などにより、活用すべき情報を選択できる。3
収集した情報源や引用元などの信頼性・正確性に配慮する必要があることを知っている。3
情報発信にあたっては、発信する内容及びその影響範囲について自己責任が発生することを知っている。3
情報発信にあたっては、個人情報および著作権への配慮が必要であることを知っている。3
目的や対象者に応じて適切なツールや手法を用いて正しく情報発信(プレゼンテーション)できる。3
あるべき姿と現状との差異(課題)を認識するための情報収集ができる3
複数の情報を整理・構造化できる。3
特性要因図、樹形図、ロジックツリーなど課題発見・現状分析のために効果的な図や表を用いることができる。3
課題の解決は直感や常識にとらわれず、論理的な手順で考えなければならないことを知っている。3
グループワーク、ワークショップ等による課題解決への論理的・合理的な思考方法としてブレインストーミングやKJ法、PCM法等の発想法、計画立案手法など任意の方法を用いることができる。3
どのような過程で結論を導いたか思考の過程を他者に説明できる。3
適切な範囲やレベルで解決策を提案できる。3
事実をもとに論理や考察を展開できる。3
結論への過程の論理性を言葉、文章、図表などを用いて表現できる。3
態度・志向性(人間力)態度・志向性態度・志向性周囲の状況と自身の立場に照らし、必要な行動をとることができる。3
自らの考えで責任を持ってものごとに取り組むことができる。3
目標の実現に向けて計画ができる。3
目標の実現に向けて自らを律して行動できる。3
日常の生活における時間管理、健康管理、金銭管理などができる。3
社会の一員として、自らの行動、発言、役割を認識して行動できる。3
チームで協調・共同することの意義・効果を認識している。3
チームで協調・共同するために自身の感情をコントロールし、他者の意見を尊重するためのコミュニケーションをとることができる。3
当事者意識をもってチームでの作業・研究を進めることができる。3
チームのメンバーとしての役割を把握した行動ができる。3
リーダーがとるべき行動や役割をあげることができる。3
適切な方向性に沿った協調行動を促すことができる。3
リーダーシップを発揮する(させる)ためには情報収集やチーム内での相談が必要であることを知っている3
法令やルールを遵守した行動をとれる。3
他者のおかれている状況に配慮した行動がとれる。3
技術が社会や自然に及ぼす影響や効果を認識し、技術者が社会に負っている責任を挙げることができる。3
自身の将来のありたい姿(キャリアデザイン)を明確化できる。3
その時々で自らの現状を認識し、将来のありたい姿に向かっていくために現状で必要な学習や活動を考えることができる。3
キャリアの実現に向かって卒業後も継続的に学習する必要性を認識している。3
これからのキャリアの中で、様々な困難があることを認識し、困難に直面したときの対処のありかた(一人で悩まない、優先すべきことを多面的に判断できるなど)を認識している。3
高専で学んだ専門分野・一般科目の知識が、企業や大学等でどのように活用・応用されるかを説明できる。3
企業等における技術者・研究者等の実務を認識している。3
企業人としての責任ある仕事を進めるための基本的な行動を上げることができる。3
企業における福利厚生面や社員の価値観など多様な要素から自己の進路としての企業を判断することの重要性を認識している。3
企業には社会的責任があることを認識している。3
企業が国内外で他社(他者)とどのような関係性の中で活動しているか説明できる。3
調査、インターンシップ、共同教育等を通して地域社会・産業界の抱える課題を説明できる。3
企業活動には品質、コスト、効率、納期などの視点が重要であることを認識している。3
社会人も継続的に成長していくことが求められていることを認識している。3
技術者として、幅広い人間性と問題解決力、社会貢献などが必要とされることを認識している。3
技術者が知恵や感性、チャレンジ精神などを駆使して実践な活動を行った事例を挙げることができる。3
高専で学んだ専門分野・一般科目の知識が、企業等でどのように活用・応用されているかを認識できる。3
企業人として活躍するために自身に必要な能力を考えることができる。3
コミュニケーション能力や主体性等の「社会人として備えるべき能力」の必要性を認識している。3
総合的な学習経験と創造的思考力総合的な学習経験と創造的思考力総合的な学習経験と創造的思考力工学的な課題を論理的・合理的な方法で明確化できる。3
公衆の健康、安全、文化、社会、環境への影響などの多様な観点から課題解決のために配慮すべきことを認識している。3
要求に適合したシステム、構成要素、工程等の設計に取り組むことができる。3
課題や要求に対する設計解を提示するための一連のプロセス(課題認識・構想・設計・製作・評価など)を実践できる。3
提案する設計解が要求を満たすものであるか評価しなければならないことを把握している。3
経済的、環境的、社会的、倫理的、健康と安全、製造可能性、持続可能性等に配慮して解決策を提案できる。3

評価割合

試験課題合計
総合評価割合8020100
基礎的能力8020100
専門的能力000