応用物理C

科目基礎情報

学校 東京工業高等専門学校 開講年度 平成28年度 (2016年度)
授業科目 応用物理C
科目番号 0001 科目区分 専門 / 必修
授業形態 授業 単位の種別と単位数 履修単位: 1
開設学科 電子工学科 対象学年 4
開設期 前期 週時間数 2
教科書/教材 やさしい基礎物理(森北出版)、高専の物理(第5版)(森北出版)
担当教員 前段 眞治

目的・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。
授業の進め方と授業内容・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

授業内容・方法 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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
8週 積分を用いて、仕事、位置エネルギーを定義する。
積分を用いて、仕事、位置エネルギーを定義できる。
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。
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。
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。
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。
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。
14週 力学の演習問題を解く。
力学の演習問題を解くことができる。
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。
16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75000025100
基礎的能力75000025100
専門的能力0000000
分野横断的能力0000000