力やモーメントの釣り合いを求めることができること.並進や回転運動する物体の運動方 程式を立て,解くことができること.運動量,仕事やエネルギを求めることができること .これらの内容を満足することで,学習・教育目標の(D-1)の達成とする.
概要:
力のつりあいや物体の重心,力と運動の関係についての基礎を学ぶ.次に運動量と力積, 仕事とエネルギの関係などについて学び,質量のある物体の運動について理解を深めると 共に,機械の働きの力学的な基礎知識を習得する.
授業の進め方・方法:
・授業方法は講義を中心とし,毎回の授業の最後に小テストを行う.
注意点:
<成績評価>4回の定期試験(80%)と毎回の授業中に行う小テスト(20%)の合計100 点満点で (D-1)を評価し,合計の6 割以上を獲得した者をこの科目の合格者とする.ただし,各 定期試験の重みは同じとする.
<オフィスアワー>基本的には毎週火曜日16:00~17:00,機械工学科3F 計測準備室.
<先修科目・後修科目>先修科目は機械工学概論,後修科目は流体工学,熱力学,設計工学Ⅰ,機械力学Ⅰとなる.
<備考>物理学及び数学,特にベクトル,三角関数,微分・積分の基礎が必要になる.
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週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
| 前期 |
| 1stQ |
| 1週 |
力とベクトル,1点に働く力の合成と分解 |
力をベクトルで表すことができる.1点に働く力の合成と分解ができる.
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| 2週 |
1点に働く力の合成と分解 |
1点に働く力の合成と分解ができる.
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| 3週 |
1点に働く力のつりあい,力のモーメント |
1点に働く力のつりあいを求めることができる.力のモーメントが理解できる.
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| 4週 |
着力点の異なる力の合成,偶力 |
着力点の異なる力の合成ができる.偶力を理解できる.
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| 5週 |
着力点の異なる力の釣合い |
着力点の異なる力の釣合いを求めることができる.
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| 6週 |
トラス |
トラスにおける力のつりあいを求めることができる.
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| 7週 |
重心 |
物体の重心を求めることができる.
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| 8週 |
回転体の表面積と体積 |
回転体の表面積と体積を求めることができる.
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| 2ndQ |
| 9週 |
静摩擦,動摩擦 |
静摩擦,動摩擦が理解できる.
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| 10週 |
摩擦角,転がり摩擦 |
摩擦角,転がり摩擦が理解できる.
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| 11週 |
おもな機械要素における摩擦 |
くさび、ねじ等のおもな機械要素における摩擦が理解できる.
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| 12週 |
並進運動の変位,速度,加速度 |
並進運動の変位,速度,加速度が理解できる.
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| 13週 |
接線加速度と法線加速度 |
接線加速度と法線加速度が理解できる.
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| 14週 |
放物運動,回転運動 |
放物運動,回転運動が理化できる.
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| 15週 |
期末到達度試験 |
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| 16週 |
円運動, 相対運動 |
円運動, 相対運動が理解できる.
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| 後期 |
| 3rdQ |
| 1週 |
ニュートンの運動の法則 |
ニュートンの運動の法則を理解できる.
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| 2週 |
慣性力、向心力、遠心力 |
慣性力、向心力、遠心力を理解できる.
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| 3週 |
角運動方程式と慣性モーメント |
角運動方程式と慣性モーメントを理解できる.
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| 4週 |
慣性モーメントの平衡軸の定理、直行軸の定理 |
慣性モーメントの平衡軸の定理、直行軸の定理を理解できる.
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| 5週 |
物体の平面運動 |
並進と回転を併せた運動について理解できる.
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| 6週 |
運動量と力積、運動量保存の法則 |
運動量と力積、運動量保存の法則について理解できる.
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| 7週 |
角運動量と力積のモーメント,角運動量保存の法則 |
角運動量と力積のモーメント,角運動量保存の法則について理解できる.
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| 8週 |
向心衝突,心向き斜め衝突、偏心衝突 |
向心衝突,心向き斜め衝突、偏心衝突について理解できる.
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| 4thQ |
| 9週 |
打撃の中心、流体の圧力、ジェットエンジン |
打撃の中心、流体の圧力、ジェットエンジン等の推力について理解できる.
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| 10週 |
仕事 |
仕事について理解できる.
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| 11週 |
動力 |
動力について理解できる.
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| 12週 |
エネルギ、エネルギ保存の法則 |
エネルギ、エネルギ保存の法則について理解できる.
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| 13週 |
単振動 |
単振動について理解できる.
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| 14週 |
1自由度自由振動 |
1自由度自由振動について理解できる.
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| 15週 |
期末到達度試験 |
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| 16週 |
等価ばね、等価質量 |
等価ばね、等価質量について理解できる.
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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 |
| 専門的能力 | 分野別の専門工学 | 機械系分野 | 力学 | 力は、大きさ、向き、作用する点によって表されることを理解し、適用できる。 | 3 | |
| 一点に作用する力の合成と分解を図で表現でき、合力と分力を計算できる。 | 3 | |
| 一点に作用する力のつりあい条件を説明できる。 | 3 | |
| 力のモーメントの意味を理解し、計算できる。 | 3 | |
| 偶力の意味を理解し、偶力のモーメントを計算できる。 | 3 | |
| 着力点が異なる力のつりあい条件を説明できる。 | 3 | |
| 重心の意味を理解し、平板および立体の重心位置を計算できる。 | 3 | |
| 速度の意味を理解し、等速直線運動における時間と変位の関係を説明できる。 | 3 | |
| 加速度の意味を理解し、等加速度運動における時間と速度・変位の関係を説明できる。 | 3 | |
| 運動の第一法則(慣性の法則)を説明できる。 | 3 | |
| 運動の第二法則を説明でき、力、質量および加速度の関係を運動方程式で表すことができる。 | 3 | |
| 運動の第三法則(作用反作用の法則)を説明できる。 | 3 | |
| 周速度、角速度、回転速度の意味を理解し、計算できる。 | 3 | |
| 向心加速度、向心力、遠心力の意味を理解し、計算できる。 | 3 | |
| 仕事の意味を理解し、計算できる。 | 3 | |
| てこ、滑車、斜面などを用いる場合の仕事を説明できる。 | 3 | |
| エネルギーの意味と種類、エネルギー保存の法則を説明できる。 | 3 | |
| 位置エネルギーと運動エネルギーを計算できる。 | 3 | |
| 動力の意味を理解し、計算できる。 | 3 | |
| すべり摩擦の意味を理解し、摩擦力と摩擦係数の関係を説明できる。 | 3 | |
| 運動量および運動量保存の法則を説明できる。 | 3 | |
| 剛体の回転運動を運動方程式で表すことができる。 | 3 | |
| 平板および立体の慣性モーメントを計算できる。 | 3 | |
| 振動の種類および調和振動を説明できる。 | 3 | |
| 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。 | 3 | |
| 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。 | 3 | |
| 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。 | 3 | |
| 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。 | 3 | |