概要:
（電気分野）静電気力、電場、電位、電流等の基礎知識を学ぶ
（熱学分野）熱、熱力学の基礎知識を学ぶ
（力学分野）基礎的な微分・積分とベクトルを用いた質点の力学および剛体の力学の基礎知識を学ぶ
授業の進め方・方法:
１．授業方法は講義と演習を組み合わせて行う。また、必要に応じて実験等を行う。
２．理解度の確認のため、適宜演習問題を課題として出し課題の提出を求める。
注意点:
・前期中間試験、前期定期試験（前期末）、後期中間試験、後期定期試験（後期末）の４回の試験(70％)と課題提出物(30％)により評価を行う。
・出題された課題は必ず自分で解いて提出すること。
・自宅での自学自習、特に復習を必ず行うこと。授業ノートと教科書を読み内容を理解する。課題演習問題を再度解き直す。自分で問題集にあたる。
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週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
| 前期 |
| 1stQ |
| 1週 |
静電気現象、静電気力 |
静電気現象を知る。点電荷間の静電気力の計算が出来る。
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| 2週 |
点電荷の周りの電場と合成 |
点電荷のまわりの電場が計算できる。電場の合成が計算できる。
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| 3週 |
電気力線、ガウスの法則 |
電気力線、ガウスの法則を説明できる
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| 4週 |
ガウスの法則の応用 |
ガウスの法則を用いて電場を計算できる
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| 5週 |
静電ポテンシャル、電位 |
位置エネルギーと場の関係を理解し、電位について説明できる
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| 6週 |
物質内の電場 |
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
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| 7週 |
コンデンサーの基本式、電気容量 |
コンデンサーの電気容量と蓄えられる電荷の計算が出来る
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| 8週 |
前期中間試験 |
前期前半の範囲に関する説明と計算ができる
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| 2ndQ |
| 9週 |
コンデンサーの接続、コンデンサーのエネルギー |
コンデンサーを複数個接続したときの合成容量を計算できる
コンデンサーに蓄えられたエネルギーを計算できる
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| 10週 |
電流、オームの法則 |
オームの法則を用いた計算ができる。
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| 11週 |
電子の運動とジュール熱 |
ジュール熱の説明と計算ができる
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| 12週 |
抵抗の接続、キルヒホッフの法則 |
キルヒホッフの法則を用いた計算ができる
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| 13週 |
ホイートストンブリッジ |
ホイートストンブリッジを用いた計算が出来る
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| 14週 |
内部抵抗、電流計、電圧計 |
電流計、電圧計を接続することによる影響を計算できる
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| 15週 |
等電位線の実験 |
電極によってつくられる電場を実験道具を用いて確認することが出来る
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| 16週 |
前期定期試験 |
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| 後期 |
| 3rdQ |
| 1週 |
答案返却と解説，熱、熱平衡、熱容量、比熱、熱量保存則 |
熱容量、比熱、熱量保存則を用いた計算ができる
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| 2週 |
相転移と潜熱 |
相転移に伴う潜熱を含め、熱量と温度の関係を計算することが出来る
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| 3週 |
理想気体の状態方程式 |
気体の状態方程式を用いて圧力、体積、温度を計算できる
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| 4週 |
気体分子運動論、内部エネルギー |
気体の内部エネルギーの計算ができる
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| 5週 |
熱力学第1法則、 |
熱力学第1法則を用いて仕事と熱量の関係を計算できる
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| 6週 |
気体の状態変化 |
定積変化、定圧変化、等温変化、断熱変化を説明できる
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| 7週 |
熱機関、熱効率、不可逆変化 |
熱機関の熱効率を計算できる。不可逆変化を説明できる
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| 8週 |
後期中間試験 |
後期前半の範囲に関する説明と計算ができる
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| 4thQ |
| 9週 |
微分・積分を用いた変位・速度・加速度 |
微分・積分を用いて変位・速度・加速度を計算できる
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| 10週 |
ベクトルの微分積分 |
微分積分を用いて変位ベクトル、速度ベクトル、加速度ベクトルの計算が出来る
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| 11週 |
微分方程式としての運動方程式 |
運動方程式を微分方程式として記述し、その解を記述できる
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| 12週 |
仕事 |
力のする仕事を積分を用いて計算できる
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| 13週 |
質点の角運動量、慣性モーメント、角運動量に関する運動方程式 |
質点の角運動量、慣性モーメントを計算できる。角運動量に関する運動方程式を用いて質点の運動を計算できる
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| 14週 |
剛体の重心・慣性モーメント |
剛体の重心を計算できる。剛体の慣性モーメントを計算できる
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| 15週 |
剛体の回転に関する運動方程式（固定軸の場合） |
軸が固定された剛体の運動を計算できる
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| 16週 |
後期定期試験 |
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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。 | 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 | |
| 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 | |
| 熱 | 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 | |
| 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 | |
| 物体の熱容量と比熱を用いた計算ができる。 | 3 | |
| 熱量の保存則を表す式を立て、熱容量や比熱を求めることができる。 | 3 | |
| 動摩擦力がする仕事は、一般に熱となることを説明できる。 | 3 | |
| 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、体積に関する計算ができる。 | 3 | |
| 気体の内部エネルギーについて説明できる。 | 3 | |
| 熱力学第一法則と定積変化・定圧変化・等温変化・断熱変化について説明できる。 | 3 | |
| 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 | |
| 不可逆変化について理解し、具体例を挙げることができる。 | 3 | |
| 熱機関の熱効率に関する計算ができる。 | 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 | 後13 |
| 電場・電位について説明できる。 | 3 | 後7 |
| クーロンの法則が説明できる。 | 3 | 後2 |
| 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 | 後2 |
| 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 | 後12 |
| 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 | 後14 |
| ジュール熱や電力を求めることができる。 | 3 | 後12 |
| 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。 | 3 | 前12 |
| 安全を確保して、実験を行うことができる。 | 3 | 前12 |
| 実験報告書を決められた形式で作成できる。 | 3 | 前12 |
| 有効数字を考慮して、データを集計することができる。 | 3 | 前12 |
| 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。 | 3 | |
| 熱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。 | 3 | |
| 電磁気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。 | 3 | |
| 電子・原子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。 | 3 | |