到達目標
はじめに、微分方程式として「運動方程式」が説明できること。次に、質点系の力学が説明できること、その応用としての剛体の力学を理解することが目標である。前者では，摩擦や抵抗がある場合や振動現象が、物理モデル・数理モデルとしての微分方程式を適用できること、後者では、角運動量や力のモーメントを用いて，質点（1体、2体、N体）系、および剛体の並進運動や回転運動を説明できること．これらの内容を満足することで，学習・教育目標の(C-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 |
| 運動方程式ni
運動方程式に関する評価項目
| 摩擦や抵抗のある運動や振動現象などを微分方程式で表現し、これらを解くことで説明できる。 | 摩擦や抵抗のある運動や振動現象などの微分方程式を解くことで説明できる。 | 摩擦や抵抗のある運動や振動現象などの微分方程式を解くことで説明できない。 |
| 質点系の力学に関する評価項目 | 角運動量や力のモーメントを用いて，質点系の並進運動と回転運動を説明することができる． | 角運動量や力のモーメントを用いて，質点系および角運動量や力のモーメントを用いて，質点系の並進運動と回転運動を説明することがある程度できる． | 角運動量や力のモーメントを用いて，質点系の並進運動と回転運動を説明することができない． |
| 剛体の力学に関する評価項目 | 角運動量や力のモーメントを用いて，剛体の並進運動と回転運動を説明することができる． | 角運動量や力のモーメントを用いて，剛体の並進運動と回転運動を説明することがある程度できる． | 角運動量や力のモーメントを用いて，剛体の並進運動と回転運動を説明することができない． |
学科の到達目標項目との関係
教育方法等
概要:
（１）物理I、物理IIで学んだ力学や電磁気学などの物理現象を物理モデル・数理モデルとし捉え、微分方程式を作り、解き、解釈するという物理的なものの見方を学習する．（２）これまで学んだ質点の力学を発展させるとともに，角運動量を導入して，質点系（多数の質点が集まった多粒子系）と剛体（変形しない物体）の運動を扱う．
授業の進め方・方法:
授業方法は，講義を中心としながら，随所に例題演習（グループワークを含む）を取り入れる．節目には小テストを行うこともある．
毎週，復習／確認用の問題で振り返る（要提出）．毎回，レポート課題（Web小テストを含む）を課すので，期限内に提出すること．
この科目は学修単位科目であり，授業時間30時間に加えて，自学自習時間60時間が必要である．事前・事後学習として自ら予習・復習を行うとともに，与えられた課題等に取り組む．
注意点:
＜成績評価＞試験（60%），授業中の問題演習・小テストおよびレポート課題（40%）の合計100点満点で(C-1)を評価し，評価結果60点以上を合格とする．
＜授業時間外の学修の評価＞ 授業で与えられる課題等で自学自習を行うこと．課題等の取り組み状況は，評価割合に示す手段に従い評価する．
＜オフィスアワー＞水曜日 16:00～17:00，A棟3F 大西教員室（必要に応じて来室可）．
＜先修科目・後修科目＞先修科目：物理Ⅰ，物理ⅠI，応用物理I
＜備考＞1〜3年次の物理や化学の学習内容が身に付いていること，数学（微分・積分，微分方程式，ベクトル，ベクトル解析，行列）が操れることを前提とする．各週の授業内容を整理・復習し，自分なりの理解をもつことが大切である．
授業の属性・履修上の区分
授業計画
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週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
| 後期 |
| 3rdQ |
| 1週 |
数理モデルとしての微分方程式
（教科書A：pp. 8-39） |
物理現象や自然界の諸現象を数理モデルとしての表現すること、これまで学んだ力学、電磁気学、原子核崩壊などを微分方程式で表現する。
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| 2週 |
いろいろな運動の微分方程式I
（教科書A：pp. 8-39） |
運動方程式を微分形式で表現し，空気抵抗がある場合の運動に対して微分方程式を適用できる．
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| 3週 |
いろいろな運動の微分方程式II
（教科書A：pp. 35-39） |
運動方程式を微分形式で表現し，復元力が働く場合の運動に対して微分方程式を適用できる．
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| 4週 |
いろいろな運動の微分方程式III
（教科書A：pp.18-25,pp. 40-43） |
平面の運動と円運動、極座標による表現が説明できる．
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| 5週 |
質点の回転運動
（教科書A：pp. 44-48） |
質点の回転運動を角運動量を用いて表現し，力のモーメントとの関係を理解できる．
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| 6週 |
質点の慣性モーメント、角運動量保存則
（教科書A：pp. 49-51） |
質点系（1体問題）の角運動量保存則と慣性モーメントが説明できる．
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| 7週 |
仕事
（教科書A：pp. 64-73） |
仕事について微分積分、ベクトルを用いる表現で説明できる．仕事が経路に依存する場合を学び、保存力と非保存力について説明できる．
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| 8週 |
力学的エネルギー保存則
（教科書A：pp. 73-81） |
微分積分を用いて力学的エネルギー保存則が導出できる．位置エネルギーと保存力との関係について説明できる．
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| 4thQ |
| 9週 |
2体系の力学I 重心と運動量
（教科書A：pp. 84-92） |
2体系の重心の意味を理解し，並進運動と回転運動を運動方程式を用いて説明できる．
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| 10週 |
2体系の力学II 角運動量保存則
（教科書A： pp. 93-99） |
2体系の角運動量とその性質について説明できる．
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| 11週 |
質点系と剛体の力学
（教科書A：pp. 104-112） |
2体系の運動を拡張することで，質点系および剛体の重心の位置を計算し，並進運動と回転運動を説明できる．
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| 12週 |
剛体のつり合い
（教科書A：pp. 114-115） |
剛体のつり合い条件を説明できる．それらの応用問題を解くことができる．
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| 13週 |
慣性モーメント
（教科書A：pp. 113-114, pp. 116-120） |
剛体の慣性モーメントを理解し，平行軸の定理や直交軸の定理を説明できる．様々な剛体の慣性モーメントを計算できる．
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| 14週 |
剛体の固定軸まわりの運動
（教科書A：pp. 120-124） |
剛体の固定軸まわりの運動を理解し，滑車（輪軸）や実体振り子（物理振り子）の問題を解くことができる．
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| 15週 |
剛体の平面運動
（教科書A：pp. 120, pp. 124-125） |
斜面を転がる剛体の運動を説明できる．それらの応用問題を解くことができる．
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| 16週 |
学年末達成度試験 |
運動方程式を微分方程式として解くことができるか、質点系や剛体の運動を解くことができるか確かめる．
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評価割合
| 試験 | 課題(小テスト,レポート） | 合計 |
| 総合評価割合 | 60 | 40 | 100 |
| 配点 | 60 | 40 | 100 |