到達目標
1. 調和振動について理解し,調和振動の合成ができる。
2. 1自由度系の自由振動について説明できる。
3. 1自由度系の固有振動数を計算できる。
4. 1自由度系の粘性減衰振動を計算できる。
5. 1自由度系の強制振動について理解できる。
6. 1自由度系の粘性減衰系強制振動を計算できる。
7. 1自由度系の不つりあいによる強制振動を計算できる。
8. 振動伝達と防振について理解できる。
9. 2自由度系の自由振動について理解し,自由振動を計算できる。
10. 2自由度系の強制振動について説明できる。
11. ラグランジュの方程式を理解できる。
12. 連続体の振動について理解できる。
13. はりの横振動を計算できる。
14. 回転体のつりあいを計算できる。
15. 往復機械の力学について説明できる。
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 |
到達目標
項目1 | 調和振動について理解し,調和振動の合成ができ,調和振動について説明できる。 | 調和振動について理解し,調和振動の合成ができる。 | 調和振動について理解できない。 |
到達目標
項目2,3 | 1自由度系の自由振動について説明でき,固有振動数を計算でき,理解している。 | 1自由度系の自由振動について説明でき,固有振動数を計算できる。 | 1自由度系の自由振動について説明できない。 |
到達目標
項目4,5,6 | 1自由度系の粘性減衰振動,強制振動,年制限推計強制振動を計算でき,理解している。 | 1自由度系の粘性減衰振動,強制振動,年制限推計強制振動を計算できる。 | 1自由度系の粘性減衰振動,強制振動,年制限推計強制振動を計算できない。 |
到達目標
項目7 | 1自由度系の不つりあいによる強制振動を計算でき,理解している。 | 1自由度系の不つりあいによる強制振動を計算できる。 | 1自由度系の不つりあいによる強制振動を計算できない。 |
到達目標
項目8 | 振動伝達と防振について理解し,説明できる。 | 振動伝達と防振について理解できる。 | 振動伝達と防振について理解できない。 |
到達目標
項目9,10 | 2自由度系の自由振動について理解し,自由振動を計算でき,説明できる。 | 2自由度系の自由振動および強制振動について理解し,自由振動を計算できる。 | 2自由度系の自由振動について理解し,自由振動を計算できない。 |
到達目標
項目11 | ラグランジュの方程式を理解し,計算できる。 | ラグランジュの方程式を理解できる。 | ラグランジュの方程式を理解できない。 |
到達目標
項目12 | 連続体の振動について理解し,計算できる。 | 連続体の振動について理解できる。 | 連続体の振動について理解できない。 |
到達目標
項目13 | はりの横振動を計算でき,説明できる。 | はりの横振動を計算できる。 | はりの横振動を計算できない。 |
到達目標
項目14 | 回転体のつりあいを計算でき,説明できる。 | 回転体のつりあいを計算できる。 | 回転体のつりあいを計算できない。 |
到達目標
項目15 | 往復機械の力学について説明でき,計算できる。 | 往復機械の力学について説明できる。 | 往復機械の力学について説明できない。 |
学科の到達目標項目との関係
本科学習目標 1
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本科学習目標 2
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創造工学プログラム A1
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創造工学プログラム B1専門(機械工学)
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教育方法等
概要:
機械力学は主に機械の振動を解析する学問であり,1自由度系と2自由度系の振動をはじめ,連続体の振動,回転機械のつりあいおよび往復機械の力学などについて学習する。この授業では,技術者に必要な専門知識と基礎学力を身につけるとともに,実際の振動現象における解析手法や問題解決の過程を学ぶ。
授業の進め方・方法:
【事前事後学習など】
理解を深めるため,適宜演習課題を与える。
【関連科目】工業力学,機構学,材料力学
注意点:
関数電卓を持参すること。
【評価方法・評価基準】
定期試験(年4回)を実施する。
前期末,学年末ともに:中間試験(40%),期末試験(40%),演習課題(20%)
成績の評価基準として60点以上を合格とする。
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 |
機械力学概説 |
振動の種類および調和振動を説明できる。
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2週 |
振動の基礎-調和振動とその合成 |
振動の種類および調和振動を説明できる。
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3週 |
1自由度系の自由振動(1)不減衰系-運動方程式 |
不減衰系の自由振動を運動方程式で表し、系の運動を説明できる。
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4週 |
1自由度系の自由振動(2)不減衰系-エネルギ法 |
不減衰系の自由振動を運動方程式で表し、系の運動を説明できる。
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5週 |
1自由度系の自由振動(3)粘性減衰系 |
減衰系の自由振動を運動方程式で表し、系の運動を説明できる。
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6週 |
1自由度系の自由振動(4)クーロン減衰系 |
減衰系の自由振動を運動方程式で表し、系の運動を説明できる。
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7週 |
1自由度系の強制振動(1)不減衰系と粘性減衰系 |
調和外力による減衰系の強制振動を運動方程式で表し、系の運動を説明できる。
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8週 |
1自由度系の強制振動(2)粘性減衰系 |
調和外力による減衰系の強制振動を運動方程式で表し、系の運動を説明できる。
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2ndQ |
9週 |
1自由度系の強制振動(3)不つりあい外力による強制振動 |
調和外力による減衰系の強制振動を運動方程式で表し、系の運動を説明できる。
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10週 |
1自由度系の強制振動(4)変位による強制振動 |
調和変位による減衰系の強制振動を運動方程式で表し、系の運動を説明できる。
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11週 |
1自由度系の強制振動(5)振動伝達と防振 |
振動伝達と防振について説明できる。
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12週 |
2自由度系の振動(1)ばね質量系の自由振動 |
2自由度系の振動について説明できる。
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13週 |
2自由度系の振動(2)ねじり系の自由振動 |
2自由度系のねじり振動について説明できる。
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14週 |
2自由度系の振動(3)強制振動 |
2自由度系の強制振動について説明できる。
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15週 |
前期復習 |
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16週 |
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後期 |
3rdQ |
1週 |
2自由度系の振動(4)ラグランジュの方程式 |
2自由度系の振動をラグランジュの方程式で計算できる。
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2週 |
連続体の振動(1)連続体の振動について |
連続体の振動について説明できる。
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3週 |
連続体の振動(2)弦の振動 |
弦の振動を計算できる。
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4週 |
連続体の振動(3)棒の縦振動 |
棒の縦振動を計算できる。
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5週 |
連続体の振動(4)はりの横振動-運動方程式 |
はりの横振動を運動方程式から計算できる。
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6週 |
連続体の振動(5)はりの横振動-レーリー法 |
はりの横振動をレーリー法で計算できる。
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7週 |
連続体の振動(6)影響係数とダンカレーの式 |
はりの横振動を影響係数法とダンカレーの式から計算できる。
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8週 |
危険速度 |
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4thQ |
9週 |
回転機械のつりあい(1)不つりあいとつりあいの条件 |
不つりあいとつりあいの条件を理解できる。
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10週 |
回転機械のつりあい(2)つりあわせ |
つりあわせを理解できる。
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11週 |
往復機械の力学(1)ピストン・クランク機構 |
ピストン・クランク機構を理解できる。
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12週 |
往復機械の力学(2)ピストン・クランク機構 |
ピストン・クランク機構を理解できる。
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13週 |
往復機械の力学(3)往復機械のつりあい |
往復機械のつりあいを理解できる。
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14週 |
往復機械の力学(4)往復機械のつりあい |
往復機械のつりあいを理解できる。
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15週 |
後期復習 |
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16週 |
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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 |
専門的能力 | 分野別の専門工学 | 機械系分野 | 機械設計 | 軸の強度、変形、危険速度を計算できる。 | 4 | |
力学 | 振動の種類および調和振動を説明できる。 | 4 | |
不減衰系の自由振動を運動方程式で表し、系の運動を説明できる。 | 4 | |
減衰系の自由振動を運動方程式で表し、系の運動を説明できる。 | 4 | |
調和外力による減衰系の強制振動を運動方程式で表し、系の運動を説明できる。 | 4 | |
調和変位による減衰系の強制振動を運動方程式で表し、系の運動を説明できる。 | 4 | |
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 | 80 | 0 | 0 | 0 | 20 | 0 | 100 |
基礎的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
専門的能力 | 80 | 0 | 0 | 0 | 20 | 0 | 100 |
分野横断的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |