工業力学

科目基礎情報

学校 富山高等専門学校 開講年度 令和05年度 (2023年度)
授業科目 工業力学
科目番号 0090 科目区分 専門 / 選択
授業形態 授業 単位の種別と単位数 履修単位: 2
開設学科 電気制御システム工学科 対象学年 3
開設期 通年 週時間数 2
教科書/教材 工業力学[第4版](青木弘・木谷晋,森北出版)
担当教員 井澤 正樹

到達目標

・力のつり合い,力のモーメントについて問題を解くことができる.
・回転運動と慣性モーメントについて問題を解くことができる.
・運動量と力積について問題を解くことができる.
・反発係数と衝突について問題を解くことができる.
・仕事,エネルギーおよび摩擦について問題を解くことができる.

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力のつり合い,力のモーメントについて複雑な現象の問題を解くことができる合い,力のモーメント.力のつり合い,力のモーメントについて問題を解くことができる.力のつり合い,力のモーメントについて問題を解くことができない.
評価項目2回転運動と慣性モーメントについて複雑な現象の問題を解くことができる.回転運動と慣性モーメントについて問題を解くことができる.回転運動と慣性モーメントについて問題を解くことができない.
評価項目3運動量と力積について複雑な現象の問題を解くことができる.運動量と力積について問題を解くことができる.運動量と力積について問題を解くことができない.
評価項目4反発係数と衝突について複雑な現象の問題を解くことができる.反発係数と衝突について問題を解くことができる.反発係数と衝突について問題を解くことができない.
評価項目5仕事,エネルギーおよび摩擦について複雑な現象の問題を解くことができる.仕事,エネルギーおよび摩擦について問題を解くことができる.仕事,エネルギーおよび摩擦について問題を解くことができない.
評価項目6
評価項目7
評価項目8

学科の到達目標項目との関係

ディプロマポリシー DP2 説明 閉じる

教育方法等

概要:
 この科目では,物理学で学んだ力学について実際に生じる現象をモデル化してさらに解析する能力を修得する.物理学で学習した基礎的な知識をベースとして講義と問題演習を通し,その解析能力を向上させる.
授業の進め方・方法:
〇授業の形態
 物理で学んだ内容の復習を行いつつ,適宜に標準的な問題演習を行い,現象の説明とその問題の解法について講義する.次第に複雑な現象をテーマに扱っていく.

〇授業外学習について
 事前に行う準備学習:前回の講義の復習および予習を行ってから授業に臨むこと
(授業外学習・事前)授業内容を予習しておくこと
(授業外学習・事後)授業内容の復習を行うこと

〇単位追認について
 評価が60点に満たない者は,願い出により追認試験を受けることができる.追認試験の結果,単位の修得が認められた者にあっては,その評価を60点とする。
注意点:
 この科目では,60点以上の評価で単位を認定する.
 評価が60点に満たないものは,願い出により追認試験を受けることができる.
 なお追認試験によって単位の修得が認められた際には,その評価は60点とする.

授業の属性・履修上の区分

アクティブラーニング
ICT 利用
遠隔授業対応
実務経験のある教員による授業

授業計画

授業内容 週ごとの到達目標
前期
1stQ
1週 ガイダンス
力(ちから)
力の大きさと方向,ベクトル
2週 力(ちから) 1点にはたらく力の合成と分解
3週  〃 力のモーメント
4週 力のつり合い 1点にはたらく力のつり合い
5週  〃 着力点の異なる力のつり合い
6週 トラス 接点法,切断法
7週  〃 接点法,切断法
8週 (中間試験)
2ndQ
9週 中間試験の解説
重心

重心と図心
10週 重心 物体の重心
11週  〃 物体のすわり
12週 点の運動 速度と加速度,直線運動,平面運動
13週 運動と力 慣性の法則,運動方程式,作用反作用の法則
14週  〃 慣性力,遠心力,向心力
15週 (期末試験)
16週 期末テストの解説
アンケート
後期
3rdQ
1週 剛体の運動(1) 剛体の回転運動と慣性モーメント
2週  〃 並行軸の定理,直行軸の定理,簡単な物体の慣性モーメント
3週 剛体の運動(2) 剛体の平面運動,剛体の平面運動の運動方程式
4週  〃 回転体のつり合い
5週  〃 運動量と力積,角運動量,運動量保存の法則
6週 衝突 反発係数,向心衝突
7週  〃 偏心衝突,等価質量
8週 (中間試験)
4thQ
9週 中間試験の解説
仕事,エネルギー,動力
仕事(ばね,重力,回転)
10週 仕事,エネルギー,動力 エネルギー保存の法則
11週  〃 動力
12週 摩擦 すべり摩擦,ころがり摩擦
13週 簡単な機械 てこ,滑車,くさび,ねじ
14週 振動 単振動,単振り子
15週 (期末試験)
16週 期末テストの解説
アンケート

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
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
物体の質量と速度から運動量を求めることができる。3
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
運動量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
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
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

評価割合

定期試験演習課題合計
総合評価割合80200000100
基礎的能力0000000
専門的能力80200000100
分野横断的能力0000000