応用物理I

科目基礎情報

学校 石川工業高等専門学校 開講年度 令和07年度 (2025年度)
授業科目 応用物理I
科目番号 20307 科目区分 専門 / 必修
授業形態 講義 単位の種別と単位数 履修単位: 2
開設学科 電子情報工学科 対象学年 4
開設期 通年 週時間数 2
教科書/教材 永田一清「基礎 物理学演習Ⅰ」(サイエンス社)
担当教員 任田 崇吾

到達目標

1.運動の法則について理解し説明できる。
2.運動とエネルギーについて理解し説明できる。
3.角運動量について理解し説明できる。
4.質点系の力学について説明できる。
5.剛体の運動について理解し説明できる。
6.波動について説明や計算ができる。
7.波動方程式について説明や計算ができる。
8.光の回折・屈折・干渉について説明や計算ができる。
9.熱力学の諸法則を理解し,計算できる。
10.熱量,仕事を理解し,計算ができる。

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1~5 力学に関する基本的事項の性質を理解し,説明や複雑な計算ができる。力学に関する基本的事項の性質を理解でき,基本的な問題を解くことができる。力学に関する基本的事項の性質を理解できず,問題も解くことができない。
評価項目6~8波動や光の基本的事項の性質を理解し,説明や複雑な計算ができる。波動や光の基本的事項の性質を理解でき,基本的な問題を解くことができる。波動や光の基本的事項の性質を理解できず,問題も解くことができない。
評価項目9~10熱力学の基本的事項の性質を理解し,説明や複雑な計算ができる。熱力学の基本的事項の性質を理解でき,基本的な問題を解くことができる。熱力学の基本的事項の性質を理解できず,問題も解くことができない。

学科の到達目標項目との関係

本科学習目標 1 説明 閉じる
本科学習目標 2 説明 閉じる
創造工学プログラム A1 説明 閉じる
創造工学プログラム B2 説明 閉じる

教育方法等

概要:
工学の基礎を理解するためには,初等的な物理学の知識が不可欠である。授業では主に力学体系・波動・光・熱力学全般を学び,様々な物理現象を解く力を養うための演習問題を行う。様々な物理現象に関する問題を理解し,技術者として必要な基礎学力と課題解決能力を養う。
授業の進め方・方法:
教科書および配布資料に沿って,前期は力学を中心にして学び,後期は波動・光・熱力学について学ぶ。
【事前事後学習など】到達目標を確認するため,随時演習課題を与える。
【関連科目】物理学Ⅰ,物理学Ⅱ,解析学Ⅰ,解析学Ⅱ,代数・幾何Ⅰ,代数・幾何Ⅱ,電磁気学Ⅰ,電磁気学Ⅱ,応用数学B
【MCC対応】Ⅱ-A 物理,Ⅴ-C-6計測
注意点:
物理学と数学の復習を義務づける。課題演習は必ず提出すること。
【評価方法・評価基準】
前期末:中間試験(40%),期末試験(40%),課題(20%)
学年末:前期中間試験(20%),前期末試験(20%),後期中間試験(20%),学年末試験(20%),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 速度と加速度1 速度と加速度の関係を説明できる
2週 速度と加速度2 速度と加速度の計算ができる
3週 運動の法則1 運動の法則を説明できる
4週 運動の法則2 抵抗力のある運動を計算できる
5週 運動の法則3 慣性系を説明できる
6週 エネルギー1 仕事とエネルギーの関係を説明できる
7週 エネルギー2 エネルギーの計算ができる
8週 力学演習 運動に関する計算ができる
2ndQ
9週 エネルギー3 保存力を計算できる
10週 重心と運動量 運動量保存則について説明できる
11週 角運動量 角運動量を説明できる
12週 剛体の運動1 並進運動と回転運動について説明できる
13週 剛体の運動2 慣性モーメントを計算できる
14週 剛体の運動3 エネルギーに関する計算ができる
15週 前期復習 剛体の運動に関する計算ができる
16週
後期
3rdQ
1週 波動1 波に関する基本的な概念を説明できる
2週 波動2 定在波やドップラー効果について説明できる
3週 波動3 波動方程式を説明できる
4週 光1 光の基本的な概念を説明できる
5週 光2 光の屈折について説明できる
6週 光3 光の干渉について説明できる
7週 光4 光の屈折について説明できる
8週 波動・光演習 波動・光に関する計算ができる
4thQ
9週 光5 光の応用について説明できる
10週 熱1 温度と熱の関係を説明できる
11週 熱2 熱力学第一法則を説明できる
12週 熱3 カルノーサイクルを説明できる
13週 熱4 熱力学第二法則を説明できる
14週 熱演習 熱に関する計算ができる
15週 後期復習
16週

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
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
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
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

評価割合

試験課題合計
総合評価割合8020100
基礎的能力000
専門的能力8020100
分野横断的能力000