到達目標
１．剛体の力学が理解できる。
２．運動の法則が理解できる。
３．慣性モーメントが理解できる。
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 |
| １．剛体の力学が理解できる。 | 剛体の並進運動や回転運動を求めることができる。 | 剛体の力学が理解できる。 | 剛体の力学が理解できない。 |
| １．剛体の力学が理解できる。 | 運動方程式を求めることができる。 | 運動の法則が理解できる。 | 運動の法則が理解できる。 |
| ３．慣性モーメントが理解できる。 | 慣性モーメントを求めることができる。 | 慣性モーメントが理解できる。 | 慣性モーメントが理解できない。 |
学科の到達目標項目との関係
ディプロマポリシー DP2 ◎
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ディプロマポリシー DP3 〇
説明
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教育方法等
概要:
本科目では、剛体の基礎的な力学項目である、慣性モーメントと運動に関する諸方程式について学習する。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。
本科目は学修単位であり自己学習は演習課題を行い、その達成度は到達度試験で評価する。
到達度試験70%、小テスト20、課題10％として評価を行い、総合評価は100点満点として、60点以上を合格とする。答案は採点後返却し、達成度を伝達する。
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 |
| 4thQ |
| 9週 |
慣性モーメント（説明１） |
慣性モーメントの概念を理解し、積分式を用いて慣性モーメントを求めることができる
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| 10週 |
慣性モーメント（前回の小テスト、説明２） |
慣性モーメントの各種定理を活用して、状況に合わせた慣性モーメントを求めることができる
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| 11週 |
慣性モーメント（前回の小テスト、演習） |
様々なケースにおける慣性モーメントを適切な方法を活用して求めることができる
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| 12週 |
剛体の運動：運動方程式（説明） |
剛体における運動方程式が並進運動と回転運動との組み合わせで表現されることを理解できる
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| 13週 |
剛体の運動：角運動量・運動エネルギー（前回の小テスト、説明） |
剛体の運動における角運動量と運動エネルギーを求めることができる
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| 14週 |
剛体の運動（前回の小テスト、演習） |
様々なケースにおける剛体の運動について、運動方程式、角運動量や運動エネルギーを求めることができる
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| 15週 |
補足演習 |
本科目全般の内容について、様々な問題の解を導くことができる
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| 16週 |
到達度試験（答案返却とまとめ） |
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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 | 物理 | 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 |
| 運動の法則について説明できる。 | 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 |
| 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 |
| 周期、振動数など単振動を特徴づける諸量を求めることができる。 | 3 | 前3 |
| 単振動における変位、速度、加速度、力の関係を説明できる。 | 3 | 前2 |
| 一様な棒などの簡単な形状に対する慣性モーメントを求めることができる。 | 3 | 前4 |
| 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1,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,前6 |
| 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 |
| 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 |
| 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,前3 |
| 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3,前7 |
評価割合
| 到達度試験 | 小テスト | 課題 | 合計 |
| 総合評価割合 | 70 | 20 | 10 | 100 |
| 基礎的能力 | 0 | 20 | 5 | 25 |
| 専門的能力 | 70 | 0 | 5 | 75 |
| 分野横断的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 |