概要:
二年次までに履修した「物理I」、「物理Ⅱ」に引き続き，前期は「運動量の保存則」「等速円運動」「単振動」「万有引力」について学ぶ。後期は「熱とエネルギー」について学んだ後，物理実験を通して実験技術を身に付けると共に物理現象の法則性を実験データから読み解く能力を養う。
授業の進め方・方法:
講義・問題演習を主体とし，（前期）「物体のもつ運動量」「力積」「運動量保存則」「等速円運動」「単振動」「万有引力」，（後期）「熱と温度」「熱と仕事」「気体の状態変化」「熱力学第一法則」について順次学ぶ。
物理実験では，力学／熱／波動の各分野に関する実験を行うことで物理的な考察・分析能力を養うことを目的とし，物理量の測定，現象の観察，レポート作成の技術を身に付ける。
注意点:
【評価基準について】
シラバス末尾の「評価割合」に沿って評価を行い，総合評価５０点以上を合格とする。定期試験問題は各達成目標に即した内容で，問題のレベルは教科書の問題および問題集の基本問題程度とする。課題は適宜出題する。
【その他】
「評価割合」の「実験レポートI，II，III」では，各実験に対する取り組み姿勢・課題提出状況も加味して各分野の実験ごとに評価する。
【再試験について】
総合評価で「不可」となった者のうち、課題および実験レポート未提出がない学生に対してのみ再試験を実施する。再試験の評価方法は以下のとおりとする。
再試験実施時の総合評価=(再試験の得点×0.6)+(３つのレポートの評価点×0.3)+(課題の評価点×0.1)
として100点満点評価を行い、50点以上を合格とする。
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週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
| 前期 |
| 1stQ |
| 1週 |
運動量と力積 |
物体の質量と速度から運動量を求めることができる。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。
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| 2週 |
運動量保存の法則 |
運動量保存則を理解して，説明することができる。
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| 3週 |
運動量保存の法則 |
運動量保存則を応用して様々な物理量の計算に利用できる。
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| 4週 |
反発係数 |
反発係数と弾性衝突，非弾性衝突の関係を理解して，説明できる。
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| 5週 |
反発係数 |
反発係数を適用して，2物体の衝突現象の分析ができる。
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| 6週 |
等速円運動 |
等速円運動の速度，角速度，回転数，加速度の説明ができる。
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| 7週 |
等速円運動 |
等速円運動の問題について、運動方程式を用いて問題を解くことができる。
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| 8週 |
前期中間試験 |
1－7週の学習内容について理解度・到達度を確認する。
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| 2ndQ |
| 9週 |
慣性力 |
等速円運動する物体に働く向心力と，慣性力（見かけの力）である遠心力を説明できる。
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| 10週 |
慣性力 |
円錐振り子やカーブを回る物体の諸物理量（周期や角速度）を計算できる。
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| 11週 |
単振動の基本性質 |
単振動の位置，速度，加速度を等速円運動と対比することで説明できる。
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| 12週 |
ばねの運動・単振り子の運動 |
ばねに働く弾性力による運動が単振動になることを定量的に説明できる。また，振り子の等時性を定量的に説明できる。
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| 13週 |
惑星の運動とケプラーの法則・万有引力の法則 |
惑星の運動に関するケプラーの３つの法則を定性的に理解できる。また，ニュートンが発見した万有引力を理解し，万有引力からケプラーの第三法則が導出できることを定量的に説明できる。
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| 14週 |
万有引力と重力 |
万有引力と遠心力の合力が天体表面の重力となることを理解できる。
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| 15週 |
万有引力の位置エネルギー |
万有引力の位置エネルギーを定量的に理解し，第一，二宇宙速度を求めることができる。
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| 16週 |
前期末試験 |
9-15週の内容について理解度・到達度を確認する。
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| 後期 |
| 3rdQ |
| 1週 |
熱と物質の状態 |
原子・分子の熱運動と絶対温度との関連について説明でき、熱容量および比熱を用いて熱量の計算ができる。
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| 2週 |
熱量の保存 |
熱平衡の概念が説明でき，熱量保存則を表す式を立て，物理諸量の計算ができる。
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| 3週 |
熱と仕事 |
熱力学の第一法則および第二法則について、説明することができる。
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| 4週 |
気体の法則と気体分子の運動 |
ボイル・シャルルの法則および理想気体の状態方程式を説明でき、基本的な問題が解ける。気体の圧力や温度を、それを構成する気体分子の熱運動として説明できる。
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| 5週 |
気体の状態変化1 |
内部エネルギーについて説明できる。定積・定圧・等温・断熱変化について熱力学の第一法則と関連付けて説明できる。
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| 6週 |
気体の状態変化2 |
定積・定圧・等温・断熱変化について，関連する問題を解くことが出来る。気体のモル比熱について説明できる。
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| 7週 |
熱機関と熱効率 |
熱機関と熱効率について，熱力学第二法則と関連付けて説明できる。
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| 8週 |
後期中間試験 |
1-7週の内容について理解度・到達度を確認する。
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| 4thQ |
| 9週 |
物理実験ガイダンス
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力学／熱／波動の実験の概要と，有効数字の概念とデータ解析手法を理解できる。
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| 10週 |
実験１ |
力学／熱／波動の実験を班に分かれで実施する。
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| 11週 |
実験レポートの作成１ |
実験レポートの作成及び、必要に応じて追加実験を行う。
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| 12週 |
実験2 |
力学／熱／波動の実験を班に分かれで実施する。
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| 13週 |
実験レポート作成2 |
実験レポートの作成及び、必要に応じて追加実験を行う。
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| 14週 |
実験3 |
力学／熱／波動の実験を班に分かれで実施する。
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| 15週 |
実験レポート作成３ |
実験レポートの作成及び、必要に応じて追加実験を行う。
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| 16週 |
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| 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 | 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1 |
| 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1 |
| 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2,前3,前4,前5 |
| 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6,前7 |
| 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11,前12 |
| 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11,前12 |
| 万有引力の法則を用いて、物体間にはたらく万有引力を求めることができる。 | 3 | 前13 |
| 万有引力による位置エネルギーに関する計算ができる。 | 3 | 前14,前15 |
| 万有引力を受ける物体の運動に関する計算ができる。 | 3 | 前13,前14,前15 |
| 原子や分子の熱運動と絶対温度との関連について説明できる。 | 3 | 後1 |
| 時間の推移とともに、熱の移動によって熱平衡状態に達することを説明できる。 | 3 | 後2 |
| 物体の熱容量と比熱に関する計算ができる。 | 3 | 後1 |
| 熱量保存の法則を用いて、熱容量、比熱及び熱平衡後の物体の温度を求めることができる。 | 3 | 後2 |
| ボイル・シャルルの法則や理想気体の状態方程式を用いて、気体の圧力、温度、体積を求めることができる。 | 3 | 後4 |
| 理想気体における分子の運動エネルギーと内部エネルギーの関係について説明できる。 | 3 | 後4,後5,後6 |
| 熱力学第一法則を用いて、気体の状態変化（定積変化、定圧変化、等温変化、断熱変化）に関する計算ができる。 | 3 | 後5,後6 |
| エネルギーには多くの形態があり、互いに変換できることを具体例を挙げて説明できる。 | 3 | 後3,後7 |
| 不可逆変化について、具体例を挙げて説明できる。 | 3 | 後3,後7 |
| 熱機関の熱効率に関する計算ができる。 | 3 | 後3,後7 |