応用物理Ⅱ

科目基礎情報

学校 福島工業高等専門学校 開講年度 令和04年度 (2022年度)
授業科目 応用物理Ⅱ
科目番号 0083 科目区分 専門 / 必修
授業形態 演習 単位の種別と単位数 履修単位: 2
開設学科 機械システム工学科 対象学年 4
開設期 通年 週時間数 2
教科書/教材 「物理学 新物理学ライブラリ1」サイエンス社,「基礎物理学演習I,Ⅱ」サイエンス社
担当教員 小峰 啓史,小田 洋平

到達目標

①力学の基本的物理量の表し方や運動方程式を立てることができるようになる。
②電磁気学の基本的物理量が使えるようになる。

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
評価項目1各授業項目の内容を理解し,応用できる。各授業項目の内容を理解している。各授業項目の内容を理解していない。

学科の到達目標項目との関係

学習・教育到達度目標 (B) 説明 閉じる

教育方法等

概要:
微積分を用いた力学および電磁気学について学ぶ。
授業の進め方・方法:
前期・後期ともに50分間の中間試験と期末試験をそれぞれ実施する。
注意点:
興味ある分野,専門科目に関連する分野は授業ができなくとも自学自習すること。

授業の属性・履修上の区分

アクティブラーニング
ICT 利用
遠隔授業対応
実務経験のある教員による授業

授業計画

授業内容 週ごとの到達目標
前期
1stQ
1週 質点の運動(1) ガイダンス,質点の運動
2週 質点の運動(2) 変位,速度,加速度
3週 質点の運動(3) 運動の法則,単振動と円運動
4週 質点の運動(4) 質点の運動(総合演習I)
5週 運動の法則(1) 運動量保存則
6週 運動の法則(2) 力のつり合いと慣性力
7週 運動の法則(3) 運動の法則(総合演習II)
8週 力学的エネルギー(1) 仕事,保存力,ポテンシャル
2ndQ
9週 力学的エネルギー(2) 力学的エネルギー保存則
10週 力学的エネルギー(3) 万有引力とケプラーの法則
11週 力学的エネルギー(4) 力学的エネルギー(総合演習III)
12週 剛体の運動(1) 質点系の角運動量と慣性モーメント
13週 剛体の運動(2) 剛体の運動
14週 剛体の運動(3) 剛体の運動(総合演習IV)
15週 前期のまとめ 答案返却,前期話題提供(重力波),総合演習
16週
後期
3rdQ
1週 電気回路(1) オームの法則
2週 電気回路(2) キルヒホッフの法則
3週 電気回路(3) コンデンサー,共振回路
4週 電気回路(4) 電気回路(総合演習I)
5週 静電場(1) クーロンの法則,電場
6週 静電場(2) ガウスの法則
7週 静電場(3) 電位,電場のエネルギー
8週 静電場(4) 静電場(総合演習II)
4thQ
9週 電流と磁場(1) ビオ・サバールの法則
10週 電流と磁場(2) 磁気モーメント
11週 電流と磁場(3) アンペールの法則
12週 電流と磁場(4) 電流と磁場(総合演習II)
13週 相互作用する電磁場(1) 磁束とファラデーの電磁誘導の法則
14週 相互作用する電磁場(2) 相互作用する電磁場(総合演習IV)
15週 後期のまとめ 答案返却,まとめ,身の回りの電磁気
16週

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速度と加速度の概念を説明できる。3
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。3
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。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することができる。3
平均の速度、平均の加速度を計算することができる。3
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。3
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。3
物体に作用する力を図示することができる。3
力の合成と分解をすることができる。3
重力、抗力、張力、圧力について説明できる。3
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
慣性の法則について説明できる。3
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
運動方程式を用いた計算ができる。3
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
運動の法則について説明できる。3
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
最大摩擦力に関する計算ができる。3
動摩擦力に関する計算ができる。3
仕事と仕事率に関する計算ができる。3
物体の運動エネルギーに関する計算ができる。3
重力による位置エネルギーに関する計算ができる。3
弾性力による位置エネルギーに関する計算ができる。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
物体の質量と速度から運動量を求めることができる。3
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。3
運動量保存則を様々な物理量の計算に利用できる。3
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
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
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。3
万有引力の法則から物体間にはたらく万有引力を求めることができる.3
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
力のモーメントを求めることができる。3
角運動量を求めることができる。3
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。3
剛体における力のつり合いに関する計算ができる。3
重心に関する計算ができる。3
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
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
電気導体と不導体の違いについて、自由電子と関連させて説明できる。3
電場・電位について説明できる。3
クーロンの法則が説明できる。3
クーロンの法則から、点電荷の間にはたらく静電気力を求めることができる。3
オームの法則から、電圧、電流、抵抗に関する計算ができる。3
抵抗を直列接続、及び並列接続したときの合成抵抗の値を求めることができる。3
ジュール熱や電力を求めることができる。3

評価割合

試験課題等合計
総合評価割合6040100
基礎および専門的能力6040100