到達目標
１．運動の３法則を理解し、運動方程式を組み立てることができる。
２．運動エネルギと位置エネルギを理解し、エネルギ保存則を適用することができる。
３．仕事とエネルギを理解し、動力を求めることができる。
４．力積と運動量を理解し、運動量保存則を適用することができる。
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 | 物体の運動、運動と仕事の関係、運動量などを理解できる | 物体に作用する力、物体の運動、運動と仕事の関係、運動量などを理解できる | 物体に作用する力、物体の運動、運動と仕事の関係、運動量などを理解できない |
| 評価項目2 | | | |
| 評価項目3 | | | |
学科の到達目標項目との関係
教育方法等
概要:
本科目では、基礎的な力学と運動に内容を絞って、ベクトルと微積分を用いて習得する。これは機械系の学生が学ぶ、材料力学、機械力学や流体力学、熱力学の学習に必須の基礎科目であり，２年生での基礎力学を発展させて機械工学の各専門科目に応用できるようにする。
授業の進め方・方法:
力学における自然物理法則を正しく理解し、解析する能力が求められるため，講義／演習／自己学習のサイクルで講義を進めていく。また数学的素養の向上と合わせて専門用語の英語表記など英語力向上のための課題や演習を導入する。
注意点:
電卓を準備すること。
微分積分学を駆使するため，必要に応じて微積の教科書を持ち込んでもよい。
演習・課題を自力で取り組むこと。課題は必ず提出すること。
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 |
直線運動方程式・慣性力 |
運動の第一法則（慣性の法則）を説明できる。
運動の第二法則を説明でき、力、質量および加速度の関係を運動方程式で表すことができる。
運動の第三法則（作用反作用の法則）を説明できる。
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| 2週 |
回転運動方程式 |
平板および立体の慣性モーメントを計算できる。
剛体の回転運動を運動方程式で表すことができる。
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| 3週 |
仕事・エネルギ・エネルギ保存則 |
仕事の意味を理解し、計算できる。
てこ、滑車、斜面などを用いる場合の仕事を説明できる。
エネルギーの意味と種類、エネルギー保存の法則を説明できる。
位置エネルギーと運動エネルギーを計算できる。
動力の意味を理解し、計算できる。
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| 4週 |
運動量と力積・運動量保存則 |
運動量および運動量保存の法則を説明できる。
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| 5週 |
角運動量・角運動量保存則 |
力のモーメントを求めることができる。
角運動量を求めることができる。
角運動量保存則について理解し、様々な物理量の計算に利用できる。
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| 6週 |
向心衝突 |
物体が衝突するさいに生じる現象を説明できる。
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| 7週 |
偏心衝突 |
物体が衝突するさいに生じる現象を説明できる。
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| 8週 |
到達度試験 |
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| 2ndQ |
| 9週 |
答案返却とまとめ |
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| 10週 |
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| 11週 |
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| 12週 |
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| 13週 |
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| 14週 |
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| 15週 |
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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 |
| 基礎的能力 | 自然科学 | 物理 | 力学 | フックの法則を用いて、弾性力の大きさを求めることができる。 | 3 | 前1 |
| 慣性の法則について説明できる。 | 3 | 前1 |
| 作用と反作用の関係について、具体例を挙げて説明できる。 | 3 | 前1 |
| 運動方程式を用いた計算ができる。 | 3 | 前1 |
| 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。 | 3 | 前1 |
| 仕事と仕事率に関する計算ができる。 | 3 | 前3 |
| 物体の運動エネルギーに関する計算ができる。 | 3 | 前3 |
| 重力による位置エネルギーに関する計算ができる。 | 3 | 前3 |
| 弾性力による位置エネルギーに関する計算ができる。 | 3 | 前3 |
| 力学的エネルギー保存則を様々な物理量の計算に利用できる。 | 3 | 前3 |
| 物体の質量と速度から運動量を求めることができる。 | 3 | 前4 |
| 運動量の差が力積に等しいことを利用して、様々な物理量の計算ができる。 | 3 | 前4 |
| 運動量保存則を様々な物理量の計算に利用できる。 | 3 | 前4,前5 |
| 力のモーメントを求めることができる。 | 3 | 前5 |
| 角運動量を求めることができる。 | 3 | 前5 |
| 角運動量保存則について具体的な例を挙げて説明できる。 | 3 | 前5 |
| 剛体の回転運動について、回転の運動方程式を立てて解くことができる。 | 3 | 前2 |
| 専門的能力 | 分野別の専門工学 | 機械系分野 | 力学 | 運動の第一法則(慣性の法則)を説明できる。 | 4 | 前1 |
| 運動の第二法則を説明でき、力、質量および加速度の関係を運動方程式で表すことができる。 | 4 | 前1,前2 |
| 運動の第三法則(作用反作用の法則)を説明できる。 | 4 | 前1,前2 |
| 仕事の意味を理解し、計算できる。 | 4 | 前2 |
| てこ、滑車、斜面などを用いる場合の仕事を説明できる。 | 4 | 前3 |
| エネルギーの意味と種類、エネルギー保存の法則を説明できる。 | 4 | 前3 |
| 位置エネルギーと運動エネルギーを計算できる。 | 4 | 前3 |
| 動力の意味を理解し、計算できる。 | 4 | 前7 |
| 運動量および運動量保存の法則を説明できる。 | 4 | 前4,前5 |
| 物体が衝突するさいに生じる現象を説明できる。 | 4 | 前5 |
| 剛体の回転運動を運動方程式で表すことができる。 | 4 | 前2 |
| 平板および立体の慣性モーメントを計算できる。 | 4 | 前2,前7 |
評価割合
| 到達度試験 | 課題 | 合計 |
| 総合評価割合 | 80 | 20 | 100 |
| 基礎的能力 | 0 | 0 | 0 |
| 専門的能力 | 80 | 20 | 100 |
| 分野横断的能力 | 0 | 0 | 0 |