概要:
速度、加速度、変位の基礎的な知識と理解を学習する。
ニュートンの法則を用いて物体に力がはたらくときの運動について学習する。
剛体が静止するための力学について学習する。
力学におけるエネルギーの基礎的な知識と理解を学習する。
授業は講義、演習、実験により行う。
授業の進め方・方法:
１．授業は物理実験室で行う。
２．数人で大きなテーブルに座り、グループで相談しながら演習問題を解く形式を多く用いる。
３．ほぼ毎回演習の課題を課し、提出を求める。
注意点:
授業中の演習は、周りの学生と多くの議論を行い、必ず自分で解けるようにすること。
宿題は、次回の授業でその結果を用いるので、必ずやってくること。
帰宅後、授業ノートを読み返し、授業の演習問題を再び解いて復讐すること。教科書を読み予習復習をする。
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週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
| 前期 |
| 1stQ |
| 1週 |
物体の速度、加速度
velocity, acceleration |
速度、加速度という物理量を理解し、計算できるようにする
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| 2週 |
変位
displacement |
変位を理解し計算できる
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| 3週 |
変位の演習、速度・加速度・変位の関係式
exercises of velocity,acceleration and displacement |
等加速度運動をする物体の速度、加速度、変位が計算できる
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| 4週 |
v-tグラフ、a-tグラフ、x-tグラフ
v-t graph, a-t graph, x-t graph |
v-tグラフ、a-tグラフ、x-tグラフを理解し、各物理量との関係を計算できる
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| 5週 |
自由落下の実験、自由落下、鉛直投げ下ろし
free fall |
重力による加速度を求め、自由落下、鉛直投げ下ろしの計算ができる
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| 6週 |
鉛直投げ上げ
thrown upwards |
鉛直投げ上げ運動の計算ができる
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| 7週 |
速度とベクトルの定義
velocity, vector |
速さ速度の違いを理解し、ベクトルの定義を述べることができる
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| 8週 |
前期前半の演習
exercise |
これまでの範囲の問題を計算できる
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| 2ndQ |
| 9週 |
速度の合成（ベクトルの合成）、三角比（三角関数）
composite vector, trigonometric function |
ベクトル和としての速度の合成ができる。三角比ベクトル和としての速度の合成ができる
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| 10週 |
相対速度
relative velocity |
相対速度の定義を理解し、計算できる
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| 11週 |
ベクトルの成分、水平投射
components of vector, thrown sideways |
水平投射の運動を理解し、計算できる
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| 12週 |
斜方投射
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斜方投射の運動を理解し、計算できる
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| 13週 |
力の定義、合力
force, resultant force |
力の定義を理解し、力の合成を計算できる
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| 14週 |
力のつり合い、２力のつり合い、３力のつり合い
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力のつり合いの定義を理解し、２力のつり合い、３力のつり合いを計算できる
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| 15週 |
重力、弾性力（フックの法則）
weight, elastic force |
物体にはたらく重力を計算できる。ばねの弾性力を計算できる
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| 16週 |
前期定期試験
examination |
これまでの範囲を計算できるようにする
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| 後期 |
| 3rdQ |
| 1週 |
垂直抗力、静止摩擦力、最大摩擦力、動摩擦力
friction |
摩擦力を理解し、静止摩擦力、最大摩擦力、動摩擦力を計算できる
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| 2週 |
斜面における摩擦力 |
斜面上に置いた物体にはたらく摩擦力の計算ができるようにする
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| 3週 |
圧力、浮力
pressure, buoyancy |
圧力を理解し、浮力を計算できる
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| 4週 |
ニュートンの３法則、慣性の法則、作用反作用の法則
Newton's first law, second law of of motion |
慣性の法則を理解し、作用反作用の法則の例を述べることができる
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| 5週 |
運動の法則
Newton's second law of motion |
実験データからニュートンの第２法則が導かれることを理解し、力の単位を理解する
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| 6週 |
質量と重さ、運動方程式
mass and weight, equation of motion |
質量と重さの違いを述べることができる。１体に複数の力がはたらく場合の運動方程式を立てて解くことができる。
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| 7週 |
２体の運動方程式
two body problem of motion |
糸でつながった２体の運動について、運動方程式を用いて解くことができる
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| 8週 |
後期前半の演習
exercise |
これまでの範囲の問題を計算できる
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| 4thQ |
| 9週 |
慣性力
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慣性力を用いて計算ができる
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| 10週 |
剛体、モーメント、剛体のつり合い
rigid body, moment |
モーメントを用いて、剛体のつり合いの計算ができる
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| 11週 |
剛体の合力、重心
cennter of gravity |
剛体にはたらく力の合力を計算できる。重心を計算できる。
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| 12週 |
仕事と仕事率
work, power |
力学的仕事および仕事率を計算できる
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| 13週 |
運動エネルギー
kinetic energy |
運動エネルギーを理解し、仕事と運動エネルギーの関係を計算できる
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| 14週 |
位置エネルギー（重力、弾性力）
potential energy |
重力による位置エネルギー、弾性力による位置エネルギーの計算ができる
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| 15週 |
力学的エネルギー保存則
energy conservation |
力学的エネルギー保存則を用いて、物体の運動を計算できる
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| 16週 |
後期定期試験
examination |
これまでの範囲を計算できるようにする
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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。 | 2 | |
| 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。 | 2 | |
| 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。 | 2 | |
| 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。 | 2 | |
| 平均の速度、平均の加速度を計算することができる。 | 2 | |
| 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。 | 2 | |
| 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。 | 2 | |
| 物体に作用する力を図示することができる。 | 2 | |
| 力の合成と分解をすることができる。 | 2 | |
| 重力、抗力、張力、圧力について説明できる。 | 2 | |
| 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。 | 2 | |
| 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。 | 2 | |
| 慣性の法則について説明できる。 | 2 | |
| 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。 | 2 | |
| 運動方程式を用いた計算ができる。 | 2 | |
| 運動の法則について説明できる。 | 2 | |
| 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。 | 2 | |
| 最大摩擦力に関する計算ができる。 | 2 | |
| 動摩擦力に関する計算ができる。 | 2 | |
| 仕事と仕事率に関する計算ができる。 | 2 | |
| 物体の運動エネルギーに関する計算ができる。 | 2 | |
| 重力による位置エネルギーに関する計算ができる。 | 2 | |
| 弾性力による位置エネルギーに関する計算ができる。 | 2 | |
| 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。 | 2 | |
| 剛体における力のつり合いに関する計算ができる。 | 2 | |
| 重心に関する計算ができる。 | 2 | |
| 物理実験 | 物理実験 | 測定機器などの取り扱い方を理解し、基本的な操作を行うことができる。 | 2 | |
| 安全を確保して、実験を行うことができる。 | 2 | |
| 実験報告書を決められた形式で作成できる。 | 2 | |
| 有効数字を考慮して、データを集計することができる。 | 2 | |
| 力学に関する分野に関する実験に基づき、代表的な物理現象を説明できる。 | 2 | |