到達目標
1.等速円運動と単振動の関係を理解し説明できる。
2.慣性力について理解し説明できる。
3.剛体のつりあい条件を理解し説明できる。
4.波とは何か,波の干渉について理解し説明できる。
5.音や光に関する身の回りのさまざまな現象を,波固有の性質から論理的に説明できるようになる。
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 | 等速円運動と単振動の関係を理解し説明できる。 | 等速円運動と単振動の関係を理解し理解できる。 | 等速円運動と単振動の関係を理解し理解できていない。 |
評価項目2 | 慣性力について理解し説明できる。 | 慣性力について理解し理解できる。 | 慣性力について理解し理解できない。 |
評価項目3 | 剛体のつりあい条件を理解し説明できる。 | 剛体のつりあい条件を理解し理解できる。 | 剛体のつりあい条件を理解し理解できない。 |
評価項目4 | 波とは何か,波の干渉について理解し説明できる。 | 波とは何か,波の干渉について理解できる。 | 波とは何か,波の干渉について理解できない。 |
評価項目5 | 音や光に関する身の回りのさまざまな現象を,波固有の性質から論理的に説明できる。 | 音や光に関する身の回りのさまざまな現象を,波固有の性質から論理的に理解できる。 | 音や光に関する身の回りのさまざまな現象を,波固有の性質から論理的に理解できない。 |
学科の到達目標項目との関係
教育方法等
概要:
前期は微積分を使った力学として,等速円運動,単振動などの現象を論理的に学ぶ。
後期は波の基本的な性質と,音や光など私たちの身の回りにある波がおりなす様々な現象を論理的に学ぶ。
授業の進め方・方法:
身近な事象との関連を意識しながら学習すること。
宿題,課題は期日を守って提出すること。
注意点:
成績の評価は,年間4回の定期試験の成績を80%,宿題および実験レポート等の成績を20%で行い,合計の成績が60点以上の者を合格とする。
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 |
前期 |
1stQ |
1週 |
2学年の復習 |
2年生までの復習を行う。
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2週 |
微分積分を使った力学 |
微積分を使った運動方程式を理解する。
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3週 |
等速円運動 |
弧度法による角度と等速円運動の角速度について理解する。
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4週 |
等速円運動の加速度と向心力 |
等速円運動の加速度と向心力について理解する。
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5週 |
慣性力 |
電車やエレベーターの中で働く慣性力や、円運動している乗 り物の中で働く遠心力について理解する。
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6週 |
惑星の運動と万有引力の法則 |
ケプラーの法則を理解し、そこから万有引力の法則を導く。
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7週 |
人工衛星 |
人工衛星の運動や静止衛星について理解する。
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8週 |
単振動の変位,速度,加速度 |
単振動の変位、速度、加速度と時刻との関係を理解する。
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2ndQ |
9週 |
単振動のエネルギー |
単振動している物体の力学的エネルギーについて理解する。
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10週 |
剛体の釣り合い |
剛体が静止しているとき、剛体のつり合いの条件を理解する 。
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11週 |
平行力の合成と重心,力のモーメント |
平行及び反平行の2つの力の合成と重心について理解する。
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12週 |
剛体の回転運動の運動方程式 |
剛体の回転運動の運動方程式を理解する。
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13週 |
角運動量,慣性モーメント |
角運動量と慣性モーメントを理解する 。
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14週 |
演習 |
2週目から12週目の内容について演習を行う。
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15週 |
(期末試験) |
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16週 |
総復習 |
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後期 |
3rdQ |
1週 |
【実験】単振り子 |
単振り子の周期を測定して重力加速度の大きさgを求める。
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2週 |
直線上を伝わる波 |
波の復習をする。
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3週 |
正弦波の伝搬式 |
正弦波の伝搬式を導く。
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4週 |
定常波とうなり |
波の定常波とうなりについて式で理解する。
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5週 |
ドップラー効果 |
音源と観測者が運動するときのドップラー効果を理解する。
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6週 |
平面を伝わる波の干渉と回折 |
平面を伝わる波の干渉と回折の現象を理解する。
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7週 |
(中間試験) |
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8週 |
ホイヘンスの原理 |
平面を伝わる波の伝わり方をホイヘンスの原理で理解する。
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4thQ |
9週 |
光波、光の本質 |
光とは何か、光速の測定方法を理解する。
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10週 |
反射、屈折 |
光の反射と屈折の法則、光の全反射を理解する。
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11週 |
光の分散と偏光 |
光の分散、偏光、光の散乱について理解する。
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12週 |
光の干渉1 |
光の干渉、ヤングの干渉実験について理解する。
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13週 |
光の干渉2 |
回折格子の原理と光のスペクトルについて理解する。
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14週 |
【実験】分光器による光の波長の測定 |
分光器によって光の波長を測定する。
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15週 |
(期末試験) |
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16週 |
総復習 |
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評価割合
| 試験 | 実験レポート | 宿題 | 合計 |
総合評価割合 | 80 | 10 | 10 | 100 |
基礎的能力 | 80 | 10 | 10 | 100 |
専門的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 |
分野横断的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 |