概要:
機械力学は、機械工学だけでなく、あらゆる工学分野において基礎となるものであり、骨組みとなる。機械力学を学ぶことで、力と運動の影響を予測する能力を養う。
○関連する科目:基礎力学(前期履修)、制御工学IA(次年度履修)、材料力学Ⅰ(次年度履修),レオロジー(専攻科1年次履修)
授業の進め方・方法:
毎回の授業にてその単元の導入と問題演習を行う。受講生の発言する機会を多く設けて、理解度を確認しながら進めていく。
注意点:
前期までの種々の講義で、「力学の基本的な問題が解ける実力が身についていること」を前提として講義を進める。力学の基本的な問題が確実に解けるかどうか、日々の自学自習によって各自確認してから、講義に臨むこと。
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 | 物体に作用する力を図示することができる。 | 3 | 後1,後2 |
力の合成と分解をすることができる。 | 3 | 後1,後2 |
重力、抗力、張力、圧力について説明できる。 | 3 | 後1,後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。 | 3 | 後1,後2,後8 |
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 | 後1,後2 |
慣性の法則について説明できる。 | 3 | 後1,後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。 | 3 | 後1,後2 |
運動方程式を用いた計算ができる。 | 3 | 後2 |
運動の法則について説明できる。 | 3 | 後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。 | 3 | 後1 |
最大摩擦力に関する計算ができる。 | 3 | 後1 |
動摩擦力に関する計算ができる。 | 3 | 後1 |
仕事と仕事率に関する計算ができる。 | 3 | 後3 |
物体の運動エネルギーに関する計算ができる。 | 3 | 後3 |
重力による位置エネルギーに関する計算ができる。 | 3 | 後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 | 後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 | 後3 |
物体の質量と速度から運動量を求めることができる。 | 3 | 後4 |
運動量の差が力積に等しいことを利用して、様々な物理量の計算ができる。 | 3 | 後4 |
運動量保存則を様々な物理量の計算に利用できる。 | 3 | 後4 |
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 | 後5,後6 |
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 | 後5,後6 |
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 | 後5,後6 |
力のモーメントを求めることができる。 | 3 | 後9 |
角運動量を求めることができる。 | 3 | 後12 |
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 | 後12 |
剛体における力のつり合いに関する計算ができる。 | 3 | 後9 |
重心に関する計算ができる。 | 3 | 後10 |
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 | 後13,後14 |
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 | 後11 |
専門的能力 | 分野別の専門工学 | 機械系分野 | 力学 | 力は、大きさ、向き、作用する点によって表されることを理解し、適用できる。 | 3 | 後1 |
一点に作用する力の合成と分解を図で表現でき、合力と分力を計算できる。 | 3 | 後1 |
一点に作用する力のつりあい条件を説明できる。 | 3 | 後1 |
力のモーメントの意味を理解し、計算できる。 | 3 | 後9 |
偶力の意味を理解し、偶力のモーメントを計算できる。 | 3 | 後9 |
着力点が異なる力のつりあい条件を説明できる。 | 3 | 後9 |
重心の意味を理解し、平板および立体の重心位置を計算できる。 | 3 | 後10 |
速度の意味を理解し、等速直線運動における時間と変位の関係を説明できる。 | 3 | 後1 |
加速度の意味を理解し、等加速度運動における時間と速度・変位の関係を説明できる。 | 3 | 後1 |
運動の第一法則(慣性の法則)を説明できる。 | 3 | 後2 |
運動の第二法則を説明でき、力、質量および加速度の関係を運動方程式で表すことができる。 | 3 | 後2 |
運動の第三法則(作用反作用の法則)を説明できる。 | 3 | 後2 |
仕事の意味を理解し、計算できる。 | 3 | 後3 |
てこ、滑車、斜面などを用いる場合の仕事を説明できる。 | 3 | 後3 |
エネルギーの意味と種類、エネルギー保存の法則を説明できる。 | 3 | 後3 |
位置エネルギーと運動エネルギーを計算できる。 | 3 | 後3 |
動力の意味を理解し、計算できる。 | 3 | 後3 |
すべり摩擦の意味を理解し、摩擦力と摩擦係数の関係を説明できる。 | 3 | 後1,後2 |
運動量および運動量保存の法則を説明できる。 | 3 | 後4 |