到達目標
力学を船舶に応用するための数学・物理の基本法則について、理解できる。
船舶に関する力学におけて、自由物体線図と運動方程式が理解できる。
船舶に関する力学において、位置、速度、加速度の関係が理解できる。
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 | 数学・物理の基本法則について、説明することができる。 | 数学・物理の基本法則について理解できる。 | 数学・物理の基本法則について理解できない。 |
| 評価項目2 | 自由物体線図を作図し、運動方程式が導出ができる。 | 自由物体線図と運動方程式が理解できる。 | 自由物体線図と運動方程式が理解できない。 |
| 評価項目3 | 船舶の位置、速度、加速度の関係を相互に導くことができる。 | 船舶の位置、速度、加速度の関係が理解できる。 | 船舶の位置、速度、加速度の関係が理解できない。 |
学科の到達目標項目との関係
教育方法等
概要:
力学は船舶と密接なつながりがあり、船舶を安全に効率的に運用するには、基本的な力学法則とそれに関する数学の知識が不可欠である。航海力学Ｉでは、特に、対象物体に作用する力から自由物体線図を作図し、それをもとに運動方程式を導出すること、また、船舶の位置、速度、加速度の関係を相互に関係づけられることを目指し、海事技術者として必須の知識を身につけることを目的とする。
授業の進め方・方法:
講義と演習、および確認のための小テストを繰り返し、無理なく、船舶に関する流体工学を修得する。
注意点:
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 |
力学の体系
変数と単位 |
力学の基本法則を理解する。変数と定数、単位と単位系について理解する。
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| 2週 |
力の分類 |
力には物体力と接触力があることを理解する。
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| 3週 |
自由物体線図 |
自由物体線図とは何かを理解する。
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| 4週 |
運動方程式 |
自由物体線図をもとにした、運動方程式の導き方について理解する。
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| 5週 |
自由物体線図と運動方程式の演習 |
いろいろな物体について、自由物体線図と運動方程式の求め方を理解する。
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| 6週 |
三角関数と力の分解 |
三角関数の原理やラジアンの意味、力の分解方法を理解する。
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| 7週 |
摩擦力 |
静止摩擦力と動摩擦力の特性と、方向、大きさについて理解する。
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| 8週 |
中間試験 |
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| 2ndQ |
| 9週 |
位置・速度・加速度１ |
速度、加速度の定義を理解して、位置変化から速度、速度変化から加速度が求まることを理解する。
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| 10週 |
位置・速度・加速度２ |
加速度から速度を推定する方法と、速度から位置を推定する方法について理解する。
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| 11週 |
運動方程式による運動解析 |
運動方程式から、加速度、速度、位置が求まる場合について理解する。
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| 12週 |
運動方程式による運動解析の演習 |
運動方程式から、加速度、速度、位置を求める方法について理解する。
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| 13週 |
質点の回転運動 |
質点の回転運動について理解する。
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| 14週 |
質点の等速回転運動 |
等速回転運動する質点の運動方程式について理解する。
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| 15週 |
期末試験 |
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| 16週 |
期末試験の内容確認 |
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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 |
| 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 | 前9 |
| 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 | 前10 |
| 平均の速度、平均の加速度を計算することができる。 | 3 | 前9 |
| 物体に作用する力を図示することができる。 | 3 | 前3,前5 |
| 力の合成と分解をすることができる。 | 3 | 前6 |
| 重力、抗力、張力、圧力について説明できる。 | 3 | 前2 |
| 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 | 前11 |
| 慣性の法則について説明できる。 | 3 | 前11 |
| 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 | 前11 |
| 運動方程式を用いた計算ができる。 | 3 | 前12 |
| 運動の法則について説明できる。 | 3 | 前12 |
| 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 | 前7 |
| 最大摩擦力に関する計算ができる。 | 3 | 前7 |
| 動摩擦力に関する計算ができる。 | 3 | 前7 |
| 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 | |
評価割合
| 試験 | 課題 | 合計 |
| 総合評価割合 | 70 | 30 | 100 |
| 基礎的能力 | 35 | 15 | 50 |
| 専門的能力 | 35 | 15 | 50 |