概要:
「力学Ⅱ」では1年生で学んだ数学の知識と物理学とをリンクさせ、力学の重要な概念である「運動量」、「力学的エネルギー」について理解することを目標とする。2次関数、三角関数と力学を結びつけて運動を学ぶほか、仕事と力学的エネルギーの関係についても理解する。
授業の進め方・方法:
この科目は秋・冬学期の「エネルギー物理学Ⅰ」を履修するための準備段階として位置づけ、数学の重要概念である2次関数と三角関数を物理学に適用することを目標に行う。1年生で学んだ数学を多用しつつ、物理学との関連性が分かるように授業を進める。
到達度試験70%、課題・小テスト等30%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。
注意点:
「力学I」のほか、1年生で学んだ数学（基礎数学）を理解していることが前提条件である。理解が十分でなければよく復習をして知識を確固たるものとすること。数学と物理学の概念を関係づけるためには、たくさんの演習問題を解くことが重要な意味をもつ。また、教員に質問する、自分で調査するといった、疑問を解決する手段を身につけ、活用できることを期待する。
| 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 | 速度と加速度の概念を説明できる。 | 3 | 前1 |
| 平均の速度、平均の加速度に関する計算ができる。 | 3 | 前1 |
| 直線及び平面運動において、速度をベクトルとして捉え、速度の合成・分解及び相対速度に関する計算ができる。 | 3 | 前2 |
| 等加速度直線運動の公式を用いて、物体の変位、時間、速度に関する計算ができる。 | 3 | 前3 |
| 平面内を移動する質点の運動を位置ベクトルの変化として扱うことができる。 | 3 | |
| 物体の変位、速度、加速度を微分・積分を用いて相互に計算できる。 | 3 | 前2 |
| 自由落下及び鉛直投射した物体の変位、速度、時間に関する計算ができる。 | 3 | 前2 |
| 水平投射及び斜方投射した物体の変位、速度、時間に関する計算ができる。 | 3 | |
| 物体に作用する力を図示できる。 | 3 | 前5 |
| 力の合成と分解ができる。 | 3 | 前5 |
| 質点にはたらく力のつりあいに関する計算ができる。 | 3 | 前6 |
| 重力、弾性力、抗力、張力の概念を理解し、それぞれの力に関する計算ができる。 | 3 | 前6 |
| 圧力、浮力について説明できる。 | 3 | 前5 |
| 運動の三法則について説明できる。 | 3 | 前6 |
| 運動方程式を用いて、物体に生じる加速度や物体にはたらく力などを求めることができる。 | 3 | 前5 |
| 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7 |
| 静止摩擦力がはたらいている場合の力のつりあいについて説明できる。 | 3 | 前6 |
| 最大摩擦力に関する計算ができる。 | 3 | 前6 |
| 動摩擦力に関する計算ができる。 | 3 | 前6 |
| 仕事と仕事率に関する計算ができる。 | 3 | 前9 |
| 物体の運動エネルギーに関する計算ができる。 | 3 | 前9 |
| 重力による位置エネルギーに関する計算ができる。 | 3 | 前9 |
| 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9 |
| 力学的エネルギー保存の法則について説明でき、その法則を用いて、物体の速度や変位などを求めることができる。 | 3 | 前10 |
| 物体の質量と速度を用いて、運動量を求めることができる。 | 3 | 前11 |
| 物体の運動量変化が力積に等しいことを用いて、力積の大きさ、速度変化及び加わる平均の力などを求めることができる。 | 3 | 前11 |
| 運動量保存の法則について説明でき、その法則や反発係数を用いて、物体の衝突、分裂及び合体に関して、速度変化などを求めることができる。 | 3 | 前12 |
| 等速円運動をする物体の速度、角速度、周期、加速度、向心力に関する計算ができる。 | 3 | 前13 |
| 単振動における変位、速度、加速度、復元力の関係を説明できる。 | 3 | 前14 |
| 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15 |