基礎力学

古典力学の基本方程式はニュートンの運動方程式である。この方程式は、時間に関する2階微分を含む微分方程式である。本講は、この微分方程式を解いて、様々な古典力学的物理現象を理解することを目標とする。授業では、まず質点の運動を取り扱い、その後質点系の運動、剛体の運動等について学ぶ。

	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	位置ベクトルの時間微分ができる。	位置ベクトルについて理解できる。	位置ベクトルについて理解できない。
評価項目2	運動の法則の意味を理解し、使用できる。	運動の法則について説明できる。	運動の法則について説明できない。
評価項目3	簡単な問題について運動法定式の解を求めることができる。	簡単な問題について運動法定式を書ける。	簡単な問題について運動法定式を書けない。
評価項目4	剛体の運動方程式を解ける。	剛体の運動方程式を書ける。	剛体の運動方程式を書けない。

概要:

基礎力学の講義においては、物理現象の直観的理解と数式による表現を対比しながら、授業を進める。数式を取り扱う際には、その導出過程も十分時間をかけて説明し、適宜演習も踏まえて理解を深めてゆく。

授業の進め方・方法:

講義形式で授業を進める。式の導出過程は教科書に出ていないものも多いので、ノートが取られることを前提に板書をしながら授業を進める。

注意点:

化学と物理はあまり関係が無いように見えるかもしれないが、その境界に明確な線引きがあるわけではなく、思わぬところで、つながりがあることも珍しくない。また、考え方が共通であることも多い。これらのことをよく考え、柔軟な姿勢で、授業を受けること。

		週	授業内容	週ごとの到達目標
前期
	1stQ
		1週	速度と加速度 1	位置と位置ベクトルや速度とその成分について理解する。
		2週	速度と加速度 2	加速度とその成分について理解する。
		3週	運動の法則 1	運動の第1、第2、第3法則について理解する。
		4週	運動の法則 2	運動量と角運動量について理解する。
		5週	運動の決定 1	放物運動、単振動について理解する。
		6週	運動の決定 2	減衰振動について理解する。
		7週	仕事とエネルギー	力学的エネルギー保存則について理解する。
		8週	中間試験
	2ndQ
		9週	質点系の力学 1	2体問題、質点系の運動量と角運動量について理解する。
		10週	質点系の力学 2	重心運動と重心の周りの運動について理解する。
		11週	質点系の力学 3	質点系の運動エネルギーについて理解する。
		12週	剛体の力学 1	剛体と素のつりあいについて理解する。
		13週	剛体の力学 2	固定軸のある剛体の運動について理解する。
		14週	剛体の力学 3	慣性モーメントについて理解する。また、剛体の平面運動について理解する。
		15週	演習	全体的な演習を行う。
		16週	試験返却

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