到達目標
【目的】
微分積分を用いた力学を学び、工学分野で物理の果たす役割を理解する。
【到達目標】
１．変位、速度、加速度の間の関係を、微分積分を用いて扱うことができる。
２．剛体の運動を理解することができる。
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 | 変位、速度、加速度の間の関係を、微分積分を用いて説明できる。 | 変位、速度、加速度の間の関係を、微分積分を用いて理解できる。 | 変位、速度、加速度の間の関係を、微分積分を用いて理解できない。 |
| 評価項目2 | 剛体の運動を説明することができる。 | 剛体の運動を理解することができる。 | 剛体の運動を理解することができない。 |
学科の到達目標項目との関係
教育方法等
概要:
微分積分を用いた力学を学んだ後、剛体の運動を調べる。変位、速度、加速度の間の関係を、微分積分を用いて
理解する。それを基にして、運動方程式を微分方程式とみなして解く。さらに剛体の運動を調べる。
授業の進め方・方法:
微分や積分のもつ意味を復習した後、微分積分を用いた力学を学ぶ。簡単な運動方程式を解くことも行う。
注意点:
授業の予習・復習および演習については自学自習により取り組み学修すること。
特に授業のあった日は、必ず各自で復習をすること。
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 |
力学全般の基本概念について解説する。
微分のもつ意味を復習する。 |
力学全般の基本概念について理解できる。
微分のもつ意味を理解できる。
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| 2週 |
積分のもつ意味を復習する。
ベクトルを復習する。 |
積分のもつ意味を理解できる。
ベクトルを理解できる。
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| 3週 |
水平投げだし運動を説明する。 |
水平投げだし運動を理解できる。
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| 4週 |
等速円運動を説明する。
運動方程式を微分方程式とみなす。 |
等速円運動を理解できる。
運動方程式を微分方程式とみなせる。
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| 5週 |
自由落下、斜め投げ上げ運動の運動方程式をそれぞれ解く。 |
自由落下、斜め投げ上げ運動の運動方程式をそれぞれ解くことができる。
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| 6週 |
単振動の運動方程式を解く。 |
単振動の運動方程式を解くことができる。
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| 7週 |
空気抵抗のある自由落下の運動方程式を解く。
ラプラスの悪魔を説明する。 |
空気抵抗のある自由落下の運動方程式を解くことができる。ラプラスの悪魔を理解できる。
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| 8週 |
積分を用いて、仕事、位置エネルギーを定義する。
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積分を用いて、仕事、位置エネルギーを定義できる。
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| 2ndQ |
| 9週 |
万有引力、バネ力、クーロン力による位置エネルギーをそれぞれ求める。 |
万有引力、バネ力、クーロン力による位置エネルギーをそれぞれ求めることができる。
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| 10週 |
剛体の回転方程式を説明する。角運動量、力のモーメントを説明する。 |
剛体の回転方程式、角運動量、力のモーメントを理解できる。
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| 11週 |
ケプラーの法則を説明する。 |
ケプラーの法則を理解できる。
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| 12週 |
慣性モーメントを説明する。 |
慣性モーメントを理解できる。
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| 13週 |
簡単な場合の慣性モーメントを計算する。 |
簡単な場合の慣性モーメントを計算できる。
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| 14週 |
力学の演習問題を解く。
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力学の演習問題を解くことができる。
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| 15週 |
期末試験の解説と、授業の振り返りを行う。 |
半期の授業の目的や授業内容を概観できる。
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| 16週 |
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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 |
評価割合
| 試験 | 発表 | 相互評価 | 態度 | ポートフォリオ | その他 | 合計 |
| 総合評価割合 | 75 | 0 | 0 | 0 | 0 | 25 | 100 |
| 基礎的能力 | 75 | 0 | 0 | 0 | 0 | 25 | 100 |
| 専門的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 分野横断的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |