概要:
1・2年で学んだ力学を、微積分と初等的なベクトル解析を用いて体系的に学びなおす。多くの力学的現象がわずかな力学の原理から矛盾なく導き出せることを学ぶ。おもに、質点の力学、質点系の力学、剛体の運動を取り上げる。さらに、熱力学を取り上げ、力学から巨視的・抽象的な熱力学が説明できることを学ぶ。
授業の進め方・方法:
教科書を基本に、適宜、課題を課し理解を進めるようにする。演習問題、応用技術の紹介など教科書でカバーできない部分は別途資料を用意する。前期終了時に1年次からの学習の成果を確認するテストを行う。
注意点:
物理的問題への微積分の適用が課題である。数学で得た知識をスムーズに適用できるようにする。年4回の定期テストと、年次途中の学力基礎テスト（これまでの復習テスト）および適宜小テストとレポート課題で成績を評価する。
| 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 | |
| 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。 | 4 | |
| 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 | |
| 熱 | 原子や分子の熱運動と絶対温度との関連について説明できる。 | 3 | |
| 時間の推移とともに、熱の移動によって熱平衡状態に達することを説明できる。 | 3 | |
| 熱量の保存則を表す式を立て、熱容量や比熱を求めることができる。 | 3 | |
| 物体の熱容量と比熱を用いた計算ができる。 | 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 | |
| ボイル・シャルルの法則や理想気体の状態方程式を用いて、気体の圧力、温度、体積に関する計算ができる。 | 3 | |
| 気体の内部エネルギーについて説明できる。 | 3 | |
| 熱力学第一法則と定積変化・定圧変化・等温変化・断熱変化について説明できる。 | 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 | |
| 不可逆変化について理解し、具体例を挙げることができる。 | 3 | |
| 熱機関の熱効率に関する計算ができる。 | 3 | |