機械工学概論

科目基礎情報

学校 釧路工業高等専門学校 開講年度 令和03年度 (2021年度)
授業科目 機械工学概論
科目番号 0021 科目区分 専門 / 必修
授業形態 講義 単位の種別と単位数 学修単位: 2
開設学科 電気工学分野 対象学年 2
開設期 後期 週時間数 2
教科書/教材 授業の進め方参照
担当教員 千田 和範

到達目標

1.直線運動および回転運動における仕事と動力の概念について理解でき,簡単な計算ができる.
2.応力,ひずみ,フックの法則,縦弾性係数の関係について理解でき,それに基づく計算ができる.
3.連続の式,ベルヌーイの定理,運動量保存則について理解でき,それに基づく計算ができる.
4.4サイクルエンジンやガスタービンエンジンの動作について説明できる.

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未知の物理モデルに対して,複数の外力の影響や幾何学的効果も考慮して仕事と動力を求めることができる.基本的な物理モデルに対して仕事と動力を求めることができる.仕事,動力の計算ができない
評価項目2現実的なモデルに対して,応力,ひずみ,フックの法則,縦弾性係数の関係を適用し,求めることができる.基本的なモデルに対して,応力,ひずみ,フックの法則,縦弾性係数の関係を適用し,求めることができる.応力,ひずみ,フックの法則,縦弾性係数の計算ができない.
評価項目3複雑なモデルに対して,連続の式,ベルヌーイの定理,運動量保存則をそれぞれ正しく適用でき,それらに基づく計算ができる.基本的なモデルに対して連続の式,ベルヌーイの定理,運動量保存則を正しく適用でき,それに基づく計算ができる.連続の式,ベルヌーイの定理,運動量保存則の計算ができない.
評価項目4一般的なエンジンシステムの説明と排気量の計算ができるほか,最近注目を集めているエネルギー変換システムについても説明することができる.一般的なエンジンシステムの説明と排気量の計算ができる.一般的なエンジンシステムの説明ができない.

学科の到達目標項目との関係

学習・教育到達度目標 C 説明 閉じる

教育方法等

概要:
機械工学概論では,機械工学の中から電気工学にも関わる基礎知識を理解し習得することを目的とする.
授業は講義中心に行い,理解を深めるため適宜演習を取り入れる.なお,この科目は専門科目や,学生実験の基礎となる.

本校教育目標 C:100%
授業の進め方・方法:
授業の方法
物理学・数学の基礎知識を有していること.特に一年次で学んだ内容については,再度復習しておくこと.また必要であれば,講義で使用したテキストも合わせて持参すること.また,関数電卓が必要になるので,毎時間用意すること.一回の講義につき90分程度,重要事項の確認や計算問題の復習に費やすこと.この自学内容の確認を年2回実施する.

教科書:もの創りのためのやさしい機械工学 門田 和雄 技術評論社
参考書:物理II(東京書籍.文部科学省検定教科書)
     基礎数学(大日本図書)
このほかに,電気主任技術者三種用のテキスト・問題集も利用すること.
コメント
最近では電気工学と機械工学が融合したメカトロニクスの知識もいろいろな場面で要求されているため,電気技術者も機械工学の知識は必要となっている.そこで教科書や適宜紹介する先端技術・事例を通じて,基礎ならびに専門的知識を修得して欲しい.また,材料力学,流体力学,熱力学の分野からも電気主任技術者の試験問題が出題されているので,図書館などを利用しよく学習しておくこと.

成績評価
定期試験100%±10%
合否判定:2回の定期試験の結果の平均が60点以上
最終評価:2回の定期試験の平均点と授業態度などによる加点分±10%の合算
※ ただし,授業態度分は定期試験の平均が60点を超えたものを対象とする.
再試合否:再試験の点数が60点以上を合格とする
最近では電気工学と機械工学が融合したメカトロニクスの知識もいろいろな場面で要求されているため,電気技術者も機械工学の知識は必要となっている.そこで教科書や適宜紹介する先端技術・事例を通じて,基礎ならびに専門的知識を修得して欲しい.
また,材料力学,流体力学,熱力学の分野からも電気主任技術者の試験問題が出題されているので,図書館などを利用しよく学習しておくこと.

前関連科目
 1年物理学,1年数学
後関連科目
 4年応用物理,4年制御工学,5年制御工学,4年学生実験III
注意点:
特になし

授業の属性・履修上の区分

アクティブラーニング
ICT 利用
遠隔授業対応
実務経験のある教員による授業

授業計画

授業内容 週ごとの到達目標
後期
3rdQ
1週 授業ガイダンスと機械工学の概念(1回) 電気工学と機械工学の関係について理解できる
SI単位における基本,組立単位を理解できる.
SI接頭語を使うことができる
2週 力と運動の概念1 ベクトルの合成と分解ができる
ベクトルの大きさと方向を求めることができる.
3週 力と運動の概念2 直線運動と回転運動における仕事と動力の概念について理解でき,簡単な計算ができる.
4週 材料力学1 曲げ・引張り応力について理解でき,それに基づく計算ができる
5週 材料力学2 ひずみ,フックの法則,縦弾性係数の関係について理解でき,それに基づく計算ができる.
6週 材料力学3 SFD,BMD線図を描画することができる.
7週 材料力学4 断面係数と曲げモーメント
8週 材料がく 代表的な機械材料類の特徴と用途を説明できる.
代表的な電気材料類の特徴と用途を説明できる.
4thQ
9週 中間試験
10週 流体工学1 連続の式について理解でき,それに基づく計算ができる.
ベルヌーイの定理について理解でき,それに基づく計算ができる.
11週 流体工学2 運動量保存則について理解でき,それに基づく計算ができる.
12週 流体機械1 風車,水車の説明ができる
それらの特性計算を行うことができる.
13週 流体機械2 ポンプの説明ができる
それらの特性計算を行うことができる.
14週 熱機関1 4サイクルエンジンの動作について説明でき,簡単な計算ができる.
2サイクルエンジンの動作について説明できる.
ディーゼルエンジンの動作について説明できる.
ガスタービンエンジンの動作について説明できる.
コジェネレーションシステムの動作について説明できる.
15週 まとめ演習 これまでの内容を基にした演習課題を解くことができる.
16週 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
専門的能力分野別の専門工学電気・電子系分野計測SI単位系における基本単位と組立単位について説明できる。4

評価割合

試験発表相互評価態度ポートフォリオその他合計
総合評価割合10000000100
基礎的能力0000000
専門的能力10000000100
分野横断的能力0000000