工業力学

科目基礎情報

学校 長野工業高等専門学校 開講年度 令和05年度 (2023年度)
授業科目 工業力学
科目番号 0015 科目区分 専門 / 必修
授業形態 授業 単位の種別と単位数 履修単位: 2
開設学科 機械工学科 対象学年 3
開設期 通年 週時間数 2
教科書/教材 教科書:吉村靖夫, 米内山誠 「工業力学」 コロナ社
担当教員 岡田 学

到達目標

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.

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
小テスト正しく解答して提出できる解答して提出できる解答して提出できない
定期試験出題内容に対して正解を求めることができる出題内容に対して正しい解法を示すことができる出題内容に対して正しい解法を示すことができない

学科の到達目標項目との関係

教育方法等

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.

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 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.
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.
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.
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.
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.
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.
7週 重心 物体の重心を求めることができる.
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.
2ndQ
9週 静摩擦,動摩擦 静摩擦,動摩擦が理解できる.
10週 摩擦角,転がり摩擦 摩擦角,転がり摩擦が理解できる.
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.
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.
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.
14週 放物運動,回転運動 放物運動,回転運動が理化できる.
15週 期末到達度試験
16週 円運動, 相対運動 円運動, 相対運動が理解できる.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
10週 仕事 仕事について理解できる.
11週 動力 動力について理解できる.
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.
13週 単振動 単振動について理解できる.
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.
15週 期末到達度試験
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.

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

評価割合

試験小テスト平常点レポートその他合計
総合評価割合8020000100
配点8020000100