到達目標
建設工学分野に関する木やコンクリート、鋼材、土などの固体や、空気や水などの流体といった物体の力学的なふるまいについて理解を深める事を目的とする。
特に、弾性体の変形挙動や固体・流体中の波動、流体に関してのモデル化を行い現象を支配する微分方程式を解いて、より客観的に現象の把握を行う事が出来る素養を身に付ける。
都市計画分野の各政策について，説得力ある数理的なアプローチを行うための基礎的素養を身につける。
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 |
| 波に関する基本知識と波動方程式を理解している | 十分に波動方程式と基本知識を理解し説明できる | 波動方程式と基本知識を説明できる | 波動方程式と波に関する基本知識を理解できない |
| 屈折や回折等、様々な波の変形現象を理解している | 十分に様々な波現象を理解し説明できる | 様々な波の現象を説明できる | 各種波の現象を理解できない |
| ３次元フックの法則、平面ひずみ問題、平面応力問題について理解している | 十分に３次元フックの法則、平面ひずみ問題、平面応力問題について説明できる | ３次元フックの法則、平面ひずみ問題、平面応力問題について説明できる | ３次元フックの法則、平面ひずみ問題、平面応力問題について説明できない |
| 建設材料の弾性体の変形挙動について理解している | 十分に建設材料の弾性体の変形挙動について説明できる | 建設材料の弾性体の変形挙動について説明できる | 建設材料の弾性体の変形挙動について説明できない |
学科の到達目標項目との関係
教育方法等
概要:
固体の変形挙動に関して、３次元フックの法則、平面ひずみ問題、平面応力問題について説明し、弾性体の変形挙動を理解する。さらに、それらをもとに弾性波の伝搬について理解を深める。また、流体における波動伝搬に関して、海洋波に関する問題を中心に、波の諸性質を理解すると伴に、光波・音波など、私たち社会環境を取り巻く様々な波の挙動解析に関する理解を深める。都市政策，交通計画を数理モデルから説明できる．
授業の進め方・方法:
本授業では、弾性体を仮定したフックの法則や地震波および構造物の減衰振動と、波動方程式の誘導や各種変形（屈折、回折、ドップラー効果等）について解説する。
注意点:
定数係数２階の線形微分方程式の解法を理解しておくこと。また、自学自習の課題は試験範囲に含む。
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 |
波動方程式の誘導と解
波動の基本知識、縦波と横波 |
波動方程式の誘導と解を求める事ができる
波の基本諸元を説明できる。
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| 10週 |
回折（ホイヘンンス）、屈折（スネル）、反射現象
波の重ね合わせと独立性 |
様々な波の現象を説明でき、関係する問題を解く事ができる。
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| 11週 |
波の干渉
定常波およひ腹と節、ドップラー効果 |
定常波の現象を説明できる。また、ドップラー効果による周波数の変化を求める事ができる。
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| 12週 |
都市計画数理交通流動調査 |
交通需要予測モデルについての計算ができる。
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| 13週 |
都市計画分野における費用便益比 |
費用便益比を数値で求めることができる。
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| 14週 |
弾性体を仮定した連続体力学の基礎，３次元フックの法則 |
３次元フックの法則を説明でき，関係する問題を解くことができる。
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| 15週 |
平面ひずみの問題、平面応力問題 |
平面ひずみの問題、平面応力問題について生い立ち，前提条件の理解，関係する問題を解くことができる。
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| 16週 |
到達度試験 |
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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 | |
| 質点にはたらく力のつりあいの問題を解くことができる。 | 3 | |
| 波動 | 波の振幅、波長、周期、振動数、速さについて説明できる。 | 3 | 後1 |
| 横波と縦波の違いについて説明できる。 | 3 | 後1 |
| 波の重ね合わせの原理について説明できる。 | 3 | 後2 |
| 波の独立性について説明できる。 | 3 | 後2 |
| 2つの波が干渉するとき、互いに強めあう条件と弱めあう条件について計算できる。 | 3 | 後3 |
| 定常波の特徴(節、腹の振動のようすなど)を説明できる。 | 3 | 後3 |
| ホイヘンスの原理について説明できる。 | 3 | 後2 |
| 波の反射の法則、屈折の法則、および回折について説明できる。 | 3 | 後2 |
| 専門的能力 | 分野別の専門工学 | 建築系分野 | 構造 | 応力と荷重の関係、応力と変形の関係を用いてはりのたわみの微分方程式を用い、幾何学的境界条件と力学的境界条件について説明でき、たわみやたわみ角を計算できる。 | 4 | |
評価割合
| 試験 | 合計 |
| 総合評価割合 | 100 | 100 |
| 基礎的能力 | 50 | 50 |
| 専門的能力 | 50 | 50 |