到達目標
1. 振動解析モデル、1自由度系の自由振動、強制振動、減衰振動について理解している。
2. 多自由度系の自由振動について理解している。
3. 地震に関する基礎事項(地球の構造、地震発生メカニズム、地震波の種類、断層、マグニチュード)や地震による構造物の被害と対策、震度法について理解している。
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 | 不規則外力による強制振動の振動問題を解くことができる。 | 減衰自由振動の微分方程式を立てることができ、それを解くことができる。 | 減衰自由振動の微分方程式を解くことができない。 |
| 評価項目2 | マトリックスによる多元連立方程式を立て、それを解くことができる。 | 剛性マトリックス、質量マトリックス、減衰マトリックスを説明できる。 | 多自由度系の運動方程式を説明できない。 |
| 評価項目3 | レイリー波、ラブ波について説明できる。 | 海洋プレート型地震、内陸直下型地震について説明できる。 | 地震の発生機構について説明できない。 |
学科の到達目標項目との関係
函館高専教育目標 B
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JABEE学習・教育到達目標 (B-2)
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教育方法等
概要:
振動問題において最も基本的な1自由度系について、自由振動、減衰振動、強制振動をまず学ぶ。それらの振動現象を微分方程式を解いて解析解を導く。次に多自由度系の振動問題をマトリックスを利用して解く。更に、地震波の種類や断層についての基礎事項を学ぶ。科目のレベルは、複雑な振動問題の解決のために知識を応用でき、振動現象の理解に活用できるレベルである。
授業の進め方・方法:
地球科学を復習し、P波とS波について理解しておくこと。物理を復習し、ばね振動問題や振り子の振動問題を解けるようにしておくこと。応用数学Iを復習し、微分方程式の解法を理解しておくこと。
定期試験では、教科書に書かれていること、板書したことが出題される。計算問題は主に板書した例題と同様の問題が出題される。したがって、授業中にノートを取ってそれを覚えることが大切である。
この科目は、｢物理｣、｢地球科学｣、｢構造力学Ⅰ～Ⅲ｣、｢地盤工学｣、｢応用数学I｣、｢橋梁工学｣と関連性が深い。
注意点:
JABEE教育到達目標評価: 後期中テスト50% (B-2: 100%)、後期期末レポート50%(B-2：100%)
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 |
| 後期 |
| 3rdQ |
| 1週 |
地震による被害、地震防災 |
地震による構造物の被害、地震防災について説明できる。
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| 2週 |
地震の基礎知識 |
ﾏｸﾞﾆﾁｭｰﾄﾞ、地震発生機構、地震波形、断層を説明できる。
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| 3週 |
振動の呼び名と用語 |
振動問題で扱う各種用語の意味が理解できる。
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| 4週 |
振動解析モデル |
振動解析モデルについて説明できる。
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| 5週 |
1自由度系の非減衰自由振動 |
振り子の振動と、ばねによる振動が理解できる。
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| 6週 |
レイリーの方法による振動の計算 |
エネルギー法による固有振動数の計算ができる。
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| 7週 |
1自由度系の減衰自由振動 |
減衰自由振動の振動特性が理解でき、計算ができる。
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| 8週 |
後期中テスト |
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| 4thQ |
| 9週 |
試験答案返却、解答解説 |
試験問題の解答解説を通じて正解が理解できる。
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| 10週 |
周期的外力による強制振動 |
外力がsin波のときの動的応答倍率が理解できる。
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| 11週 |
不規則外力による強制振動 |
力積とデュアメル積分が理解できる。
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| 12週 |
多自由度系の運動方程式 |
多自由度振動系の運動方程式を導くことができる。
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| 13週 |
多自由度系の固有値解析 |
ﾏﾄﾘｯｸｽを用いて固有振動数と固有モードが計算できる。
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| 14週 |
耐震設計の基礎知識 |
震度法について説明できる。
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| 15週 |
学年末レポート |
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| 16週 |
試験答案返却、解答解説 |
試験問題の解答解説を通じて正解が理解できる。
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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 |
評価割合
| 試験 | レポート | 相互評価 | 態度 | ポートフォリオ | その他 | 合計 |
| 総合評価割合 | 50 | 50 | 0 | 0 | 0 | 0 | 100 |
| 基礎的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 専門的能力 | 50 | 50 | 0 | 0 | 0 | 0 | 100 |
| 分野横断的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |