概要:
工学教育の基礎としての物理学の基礎から応用までを学習する。学修単位であるので、予習・復習の内容についても詳しく説明する。この授業を聞けば、物理学が一応理解できたと思えることを目標とします。
授業の進め方・方法:
講義では主に黒板を用いた説明を行います。
注意点:
教科書を予習することが望ましい。
前期1回の定期テスト(75%)のほか、レポート課題(25%)によって前期成績を評価する。
後期は実験実習を行い、実験レポート(100%)により後期成績を評価する。
最終成績は、前期成績＋後期成績を2で割った点数とする。
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週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
| 前期 |
| 1stQ |
| 1週 |
授業概要 |
ガイダンス、定数係数の2階線形微分方程式の解法
【授業外学習】2年生物理の単振動の復習
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| 2週 |
振動(1) |
単振動（運動方程式を立て、定数係数の2階線形微分方程式を解く。単振動の特徴を考察）
【授業外学習】授業ノートの復習/次回の予習
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| 3週 |
振動(2) |
振り子、LC回路（ばねの振動の場合との類似性）
【授業外学習】授業ノートの復習/次回の予習
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| 4週 |
振動(3) |
減衰振動（運動方程式を立て、定数係数の2階線形微分方程式を解く。）、ＬＣＲ回路（ばねの振動の場合との類似性）
【授業外学習】授業ノートの復習/次回の予習
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| 5週 |
振動（4） |
強制振動と共鳴（運動方程式を立て、定数係数の2階線形微分方程式を解く。）
【授業外学習】授業ノートの復習/次回の予習
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| 6週 |
振動（5） |
いろいろな問題
【授業外学習】授業ノートの復習/次回の予習
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| 7週 |
静電磁気（1） |
クーロンの法則、電場
【授業外学習】授業ノートの復習/次回の予習
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| 8週 |
静電磁気（2） |
試験解説、ガウスの法則、いろいろな問題
【授業外学習】授業ノートの復習/次回の予習
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| 2ndQ |
| 9週 |
静電磁気（3） |
電位、 導体、いろいろな問題
【授業外学習】授業ノートの復習/次回の予習
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| 10週 |
静電磁気（4） |
静電容量、コンデンサー、いろいろな問題
【授業外学習】授業ノートの復習/次回の予習
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| 11週 |
静電磁気（5） |
誘電分極、電場のエネルギー 、いろいろな問題
【授業外学習】授業ノートの復習/次回の予習
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| 12週 |
電流と磁場（1） |
電流、オームの法則、磁場
【授業外学習】授業ノートの復習/次回の予習
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| 13週 |
電流と磁場（2） |
ローレンツ力、ビオ-サバールの法則、いろいろな問題
【授業外学習】授業ノートの復習/次回の予習
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| 14週 |
電流と磁場（3） |
アンペールの法則、いろいろな問題
【授業外学習】授業ノートの復習/次回の予習まとめ
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| 15週 |
まとめ(1) |
【授業外学習】次回の予習
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| 16週 |
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| 後期 |
| 3rdQ |
| 1週 |
変動する電磁場(1) |
ファラデーの電磁誘導の法則、変位電流
【授業外学習】授業ノートの復習/次回の予習
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| 2週 |
変動する電磁場(2) |
マクスウェル方程式、電磁波
【授業外学習】授業ノートの復習/次回の予習
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| 3週 |
まとめ(1)、演習 |
まとめ、物理演習
【授業外学習】授業ノートの復習/次回の予習
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| 4週 |
まとめ(2)、演習 |
まとめ、物理演習
【授業外学習】授業ノートの復習/次回の予習
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| 5週 |
まとめ、実験概要 |
まとめ、物理演習、実験テキストの配布
【授業外学習】授業ノートの復習/次回の予習
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| 6週 |
工学基礎物理実験 |
サーミスターの静特性実験
【授業外学習】予習・復習
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| 7週 |
実験レポート・演習 |
実験内容の予習、レポート作成、演習
【授業外学習】予習・復習
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| 8週 |
工学基礎物理実験 |
屈折率の測定
【授業外学習】予習・復習
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| 4thQ |
| 9週 |
実験レポート・演習 |
実験内容の予習、レポート作成、演習
【授業外学習】予習・復習
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| 10週 |
工学基礎物理実験 |
重力加速度の測定
【授業外学習】予習・復習
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| 11週 |
実験レポート・演習 |
実験内容の予習、レポート作成、演習
【授業外学習】予習・復習
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| 12週 |
工学基礎物理実験 |
電気素量の測定
【授業外学習】予習・復習
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| 13週 |
実験レポート・演習 |
実験内容の予習、レポート作成、演習
【授業外学習】予習・復習
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| 14週 |
工学基礎物理実験 |
電子の比電荷の測定
【授業外学習】予習・復習
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| 15週 |
実験レポート・演習 |
実験内容の予習、レポート作成、演習
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| 16週 |
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| 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 | |
| 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 | |
| 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 | |
| 運動の法則について説明できる。 | 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 | |
| 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 | |
| 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 | |
| 波動 | 波の振幅、波長、周期、振動数、速さについて説明できる。 | 3 | |
| 横波と縦波の違いについて説明できる。 | 3 | |
| 共振、共鳴現象について具体例を挙げることができる。 | 3 | |
| 電気 | クーロンの法則を説明し、点電荷の間にはたらく静電気力を求めることができる。 | 4 | |
| 導体と不導体の違いについて、自由電子と関連させて説明できる。 | 3 | |
| クーロンの法則が説明できる。 | 3 | |
| クーロンの法則から、点電荷の間にはたらく静電気力を求めることができる。 | 3 | |
| 電場・電位について説明できる。 | 3 | |
| オームの法則から、電圧、電流、抵抗に関する計算ができる。 | 3 | |
| 抵抗を直列接続、及び並列接続したときの合成抵抗の値を求めることができる。 | 3 | |
| ジュール熱や電力を求めることができる。 | 3 | |
| 物理実験 | 物理実験 | 測定機器などの取り扱い方を理解し、基本的な操作を行うことができる。 | 3 | |
| 安全を確保して、実験を行うことができる。 | 3 | |
| 実験報告書を決められた形式で作成できる。 | 3 | |
| 有効数字を考慮して、データを集計することができる。 | 3 | |
| 力学に関する分野に関する実験に基づき、代表的な物理現象を説明できる。 | 3 | |
| 熱に関する分野に関する実験に基づき、代表的な物理現象を説明できる。 | 3 | |
| 波に関する分野に関する実験に基づき、代表的な物理現象を説明できる。 | 3 | |
| 光に関する分野に関する実験に基づき、代表的な物理現象を説明できる。 | 3 | |
| 電磁気に関する分野に関する実験に基づき、代表的な物理現象を説明できる。 | 3 | |
| 電子・原子に関する分野に関する実験に基づき、代表的な物理現象を説明できる。 | 3 | |