概要:
これまでに学んだ物理・数学の知識をもとに、化学・生物系技術者に関連する物理現象を科学的／論理的／数理的に捉えることのできる応用力を育む。
授業の進め方・方法:
主に講義形式で進め、単元毎に演習問題（自学自習）を課すことで数理技術・考察力を深める。
三年次までの数学の知識（ベクトルや微積分）を前提として講義を進める。不安のある学生は早めに復習することを強く推奨する。
先ず、巨視的世界の力学として、「運動方程式」「単振動」「力学的エネルギー」「回転運動」を学んだ後、微視的世界の力学（量子力学）の初歩として、「シュレディンガー方程式」を学ぶ。
2020年度前期は、遠隔授業による教材配信のe-ラーニング形式で行う。後期も、感染症対策として e-ラーニング形式の遠隔講義で実施する可能性がある。
注意点:
《評価方法》
シラバス末尾の評価割合に沿って総合的に評価する。（合格：総合評価60点以上）
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週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
| 前期 |
| 1stQ |
| 1週 |
運動の記述、基礎数学の復習 |
・物体の運動とは、物体の位置と速度の時間的な変化であることを理解している。
・運動の記述に必要な基礎数学（ベクトルや微積分）を利用することができる。
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| 2週 |
運動の法則 |
・ニュートンの運動方程式を用いて物体の運動を記述できる。
・一定の力のもと運動する物体の運動方程式を立て、数理的にその解を求めることができる。
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| 3週 |
運動方程式による運動の解析 |
・落下する物体の運動方程式を立て、数理的にその解を求めることができる。
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| 4週 |
抵抗力を受ける物体の解析 |
・速度に比例した抵抗を受けて運動する物体の運動方程式を立て、数理的にその解を求めることができる。
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| 5週 |
単振動① |
・弾性力により運動（単振動）する物体の運動方程式を立てることができる。
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| 6週 |
単振動②、減衰振動 |
・単振動の一般解を数理的に導くことができる。
・減衰振動を理解することができる。
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| 7週 |
仕事とエネルギー、力学的エネルギー保存則 |
・仕事とエネルギーの関係を理解し説明できる。
・運動方程式を変形（エネルギー積分）することにより、力学的エネルギー保存則が導びかれることを説明できる。
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| 8週 |
前期末試験 |
・前期に学んだ事柄に関する基本的な問題を物理的・数理的に解くことができる。
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| 2ndQ |
| 9週 |
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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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| 後期 |
| 3rdQ |
| 1週 |
前期の復習 |
・前期に学んだ知見を総合的に理解している。
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| 2週 |
保存力とポテンシャルエネルギー |
・保存力の意味を理解し、ポテンシャルエネルギーとの関係を説明できる。
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| 3週 |
角運動量、慣性モーメント、力のモーメント |
・角運動量の意味を理解し、平面上で運動する物体の角運動量を計算できる。
・慣性モーメントの意味を理解し、基本的な形状で計算できる。
・力のモーメントの意味を理解し説明できる。
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| 4週 |
回転の運動方程式 |
・固定軸まわりを回転する物体の運動方程式を立てることができる。
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| 5週 |
回転の運動方程式による運動の解析 |
・固定軸まわりを回転する物体の運動を数理的に解くことができる。
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| 6週 |
シュレディンガー方程式と波動関数 |
・シュレディンガー方程式の意味を理解し、簡単な例（自由運動する粒子）を通してその妥当性を説明できる。
・ボルンの解釈にもとづき、波動関数の物理的意味を説明できる。
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| 7週 |
シュレディンガー方程式の応用 |
・微視的世界の一次元の並進運動をシュレディンガー方程式により解析し、巨視的世界との違いを理解し説明できる。
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| 8週 |
学年末試験 |
・後期に学んだ事柄に関する基本的な問題を物理的・数理的に解くことができる。
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| 4thQ |
| 9週 |
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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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| 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。 | 4 | |
| 直線および平面運動において、2物体の相対速度、合成速度を求めることができる。 | 4 | |
| 等加速度直線運動の公式を用いて、物体の座標、時間、速度に関する計算ができる。 | 4 | |
| 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。 | 4 | |
| 物体の変位、速度、加速度を微分・積分を用いて相互に計算することができる。 | 4 | |
| 自由落下、及び鉛直投射した物体の座標、速度、時間に関する計算ができる。 | 4 | |
| 水平投射、及び斜方投射した物体の座標、速度、時間に関する計算ができる。 | 4 | |
| 物体に作用する力を図示することができる。 | 4 | |
| 力の合成と分解をすることができる。 | 4 | |
| 重力、抗力、張力、圧力について説明できる。 | 4 | |
| 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。 | 4 | |
| 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。 | 4 | |
| 慣性の法則について説明できる。 | 4 | |
| 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。 | 4 | |
| 運動方程式を用いた計算ができる。 | 4 | |
| 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。 | 4 | |
| 運動の法則について説明できる。 | 4 | |
| 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。 | 4 | |
| 最大摩擦力に関する計算ができる。 | 4 | |
| 動摩擦力に関する計算ができる。 | 4 | |
| 仕事と仕事率に関する計算ができる。 | 4 | |
| 物体の運動エネルギーに関する計算ができる。 | 4 | |
| 重力による位置エネルギーに関する計算ができる。 | 4 | |
| 弾性力による位置エネルギーに関する計算ができる。 | 4 | |
| 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。 | 4 | |
| 物体の質量と速度から運動量を求めることができる。 | 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。 | 4 | |
| 運動量保存則を様々な物理量の計算に利用できる。 | 4 | |
| 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。 | 4 | |
| 単振動における変位、速度、加速度、力の関係を説明できる。 | 4 | |
| 等速円運動をする物体の速度、角速度、加速度、向心力に関する計算ができる。 | 4 | |
| 力のモーメントを求めることができる。 | 4 | |
| 角運動量を求めることができる。 | 4 | |
| 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。 | 4 | |
| 剛体における力のつり合いに関する計算ができる。 | 4 | |
| 重心に関する計算ができる。 | 4 | |
| 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。 | 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。 | 4 | |