到達目標
1. 振動現象とそれに関する用語,理論式について説明できる.
2. 1自由度の振動(自由振動,減衰振動,強制振動)の理論式を導出できる.
3. 機械の振動現象について説明でき,基本的な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 |
評価項目1 | 振動現象とそれに関する用語,理論式について図やグラフ,具体例を挙げて説明できる. | 振動現象とそれに関する用語,理論式について概念的に説明できる. | 振動現象とそれに関する用語,理論式について説明できない. |
評価項目2 | 1自由度の各振動の理論式を導出でき,数式と振動現象との関係性を説明できる. | 1自由度の各振動の理論式を導出できる. | 1自由度の各振動の理論式を導出できない. |
評価項目3 | 機械の振動現象について図やグラフ,理論式を用いて説明でき,応用問題を解くことができる. | 機械の振動現象について概念的に説明でき,基本的な問題を解くことができる. | 機械の振動現象について説明できず,基本的な問題を解くことができな |
学科の到達目標項目との関係
教育方法等
概要:
本科目は機械の動力学の諸問題を解決できる能力を養成するため,主に1自由度系の自由振動,減衰振動,強制振動等の振動現象についての基本的知識・専門用語の理解と理論式の導出法について学習を行う.基本的な振動現象の問題が解けるだけではなく,発生する物理現象と導き出される数式や各パラメータとの関係性を理解することで,数式から物理現象をイメージできるようになることを期待する.
授業の進め方・方法:
・黒板への板書を行う講義形式で進めます.
・基本的な振動現象の理論式の導出に重点を置いて講義を進めます.
・内容理解の確認のためレポートを出します.
注意点:
・理論式の導出にはこれまで学んだ微分方程式の解法や三角関数,指数関数の各公式について十分に復習をしておいて下さい.
・ノートを必ずとり解説を聞き逃さないこと.
・数式や各パラメータと振動現象との関係を意識し,振動の様子をイメージしてください.
JABEE教育到達目標評価:定期試験80%(B-2),課題20%(B-2)
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 |
0.ガイダンス(0.5h) 振動の基礎(1.5h)(コア)
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・本講義の意義と進め方,評価方法について理解できる. ・振動の種類や調和振動,振動が関係する現象と技術分野を理解し,概念的に説明できる.
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2週 |
1. 1自由度系の自由振動(6.0h) (コア) |
・振動現象に関する基本的な用語について説明できる. ・1自由度系の自由振動について説明でき,一般解を導出することができる. ・振子,重力方向についての自由振動の問題を解くことができる
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3週 |
1. 1自由度系の自由振動(6.0h) (コア) |
・振動現象に関する基本的な用語について説明できる. ・1自由度系の自由振動について説明でき,一般解を導出することができる. ・振子,重力方向についての自由振動の問題を解くことができる
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4週 |
1. 1自由度系の自由振動(6.0h) (コア) |
・振動現象に関する基本的な用語について説明できる. ・1自由度系の自由振動について説明でき,一般解を導出することができる. ・振子,重力方向についての自由振動の問題を解くことができる
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5週 |
2. 1自由度系の減衰振動(6.0h) (コア) |
・減衰振動に関する用語と特徴について説明できる. ・1自由度系の減衰振動について説明でき,一般解を導出することができる. ・減衰振動に関する演習問題を解くことができる.
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6週 |
2. 1自由度系の減衰振動(6.0h) (コア) |
・減衰振動に関する用語と特徴について説明できる. ・1自由度系の減衰振動について説明でき,一般解を導出することができる. ・減衰振動に関する演習問題を解くことができる.
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7週 |
2. 1自由度系の減衰振動(6.0h) (コア) |
・減衰振動に関する用語と特徴について説明できる. ・1自由度系の減衰振動について説明でき,一般解を導出することができる. ・減衰振動に関する演習問題を解くことができる.
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8週 |
中間試験 |
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2ndQ |
9週 |
試験答案返却・解答解説(2.0h) |
・間違った問題の正答を求めることができる
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10週 |
3.1自由度系の強制振動(6.0h) (コア) |
・強制振動に関する用語と特徴的な現象の原理について説明できる. ・1自由度系の強制振動について説明でき,一般解を導出することができる. ・応用問題を解くことができる.
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11週 |
3.1自由度系の強制振動(6.0h) (コア) |
・強制振動に関する用語と特徴的な現象の原理について説明できる. ・1自由度系の強制振動について説明でき,一般解を導出することができる. ・応用問題を解くことができる.
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12週 |
3.1自由度系の強制振動(6.0h) (コア) |
・強制振動に関する用語と特徴的な現象の原理について説明できる. ・1自由度系の強制振動について説明でき,一般解を導出することができる. ・応用問題を解くことができる.
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13週 |
4.機械の振動現象(4.0h) ・回転軸のふれまわり現象 ・回転機械のつり合い問題
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・回転軸の触れ回り現象について説明でき,危険速度を計算できる. ・回転機械のつり合いの問題について説明でき,演習問題を解くことができる.
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14週 |
4.機械の振動現象(4.0h) ・回転軸のふれまわり現象 ・回転機械のつり合い問題
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・回転軸の触れ回り現象について説明でき,危険速度を計算できる. ・回転機械のつり合いの問題について説明でき,演習問題を解くことができる.
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15週 |
期末試験 |
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16週 |
試験答案返却・解答解説(2.0h) |
・間違った問題の正答を求めることができる
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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 |
基礎的能力 | 自然科学 | 物理 | 力学 | 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。 | 4 | 前1,前2,前3,前4 |
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。 | 4 | 前1,前2,前3,前4 |
専門的能力 | 分野別の専門工学 | 機械系分野 | 力学 | 振動の種類および調和振動を説明できる。 | 4 | 前1,前5,前6,前7 |
不減衰系の自由振動を運動方程式で表し、系の運動を説明できる。 | 4 | 前2,前3,前4 |
減衰系の自由振動を運動方程式で表し、系の運動を説明できる。 | 4 | 前5,前6,前7 |
調和外力による減衰系の強制振動を運動方程式で表し、系の運動を説明できる。 | 4 | 前10,前11,前12 |
調和変位による減衰系の強制振動を運動方程式で表し、系の運動を説明できる。 | 4 | 前10,前11,前12 |
評価割合
| 試験 | 発表 | 相互評価 | 態度 | ポートフォリオ | 課題 | 合計 |
総合評価割合 | 80 | 0 | 0 | 0 | 0 | 20 | 100 |
基礎的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
専門的能力 | 80 | 0 | 0 | 0 | 0 | 20 | 100 |
分野横断的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |