概要:
基本(運動、電磁気、熱など)、応用(物理工学、応用物理、現代物理)を学ぶことで、様々な現象を理解する。基礎では、1、2年で既に学習した物理の内容を応用物理の観点より現実の現象との対応において再構築する。
授業の進め方・方法:
授業では2年次までの基礎物理,基礎数学の知識を基に講義を行う。
英語導入計画:Technical terms
注意点:
講義では、受身ではなくて、講義に参加する積極性が重要である。講義の内容は、幅広い応用分野にわたるので、具体的な例などによる理解が肝心である。
学習・教育目標 (D-2)100%
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週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
前期 |
1stQ |
1週 |
実験(説明日) (ALのレベルC) |
実験についての諸内容を理解して適用・評価できる。
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2週 |
実験(単振子、 重力加速度の測定 、ヤング率の測定 ) (ALのレベルA) |
適切な実験実施を行う。
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3週 |
実験(慣性モーメントの測定 、 力学的エネルギー保存則、運動三大法則)(ALのレベルA) |
適切な実験実施を行う。
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4週 |
実験(レーザ光回析、サーキットトレーナー、光電管) (ALのレベルA) |
適切な実験実施を行う。
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5週 |
静電誘導、電場、電気力線 (ALのレベルC) |
静電誘導、電場、電気力線を理解して適用・評価できる。
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6週 |
電流、起電力、磁場 (ALのレベルB) |
電流、起電力を理解して適用・評価できる。
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7週 |
電場、クーロンの法則 (ALのレベルC) |
電場、クーロンの法則を理解して適用・評価できる。
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8週 |
中間試験 |
前期中間試験内容に関する問題を適切に解答できる。
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2ndQ |
9週 |
熱量保存、比熱 (ALのレベルC) |
熱について理解し、熱平衡問題が扱える。
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10週 |
理想気体の状態方程式 (ALのレベルC) |
理想気体の状態方程式を習得する。
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11週 |
熱のする仕事 (ALのレベルC) |
熱力学第一法則を使って状態変化の説明ができる。
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12週 |
カルノーサイクルとカルノーの原理 (ALのレベルC) |
熱サイクルの計算について習得する。
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13週 |
気体分子運動論 (ALのレベルB) |
気体分子運動論を説明できる。
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14週 |
熱力学第二法則 (ALのレベルC) |
熱力学第二法則を使って熱現象の説明ができる。
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15週 |
期末試験 |
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16週 |
期末試験の解答・解説 |
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後期 |
3rdQ |
1週 |
コンデンサー (ALのレベルB) |
コンデンサーを理解して適用・評価できる。
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2週 |
電流、オームの法則、電気抵抗 (ALのレベルC) |
オームの法則を理解して適用・評価できる。
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3週 |
キルヒホッフの法則、ジュール熱、電力(ALのレベルB) |
キルヒホッフの法則を理解して適用・評価できる。
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4週 |
磁場(ALのレベルC) |
磁場を理解して適用・評価できる。
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5週 |
電磁力、ローレンツ力 (ALのレベルA) |
電磁力を理解して適用・評価できる。
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6週 |
誘導起電力(ALのレベルB) |
誘電起電力を理解して適用・評価できる。
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7週 |
演習(ALのレベルC) |
これまでの内容を融合した問題を適切に扱うことができる。
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8週 |
中間試験 |
後期中間試験内容に関する問題を適切に解答できる。
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4thQ |
9週 |
運動の記述 (ALのレベルC) |
微分と積分を使って運動を表現できる。
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10週 |
力と運動の法則 (ALのレベルC) |
運動方程式を微分方程式として理解して適用・評価できる。
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11週 |
仕事とエネルギー (ALのレベルC) |
仕事とエネルギーをベクトル演算により理解して適用・評価できる。
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12週 |
回転運動 (ALのレベルC) |
回転運動を微分の考え方を通して理解して適用・評価できる。
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13週 |
剛体運動 (ALのレベルC) |
剛体の回転運動の法則を理解して適用・評価できる。
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14週 |
単振動 (ALのレベルB) |
単振動を微分方程式を通して理解して適用・評価できる。
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15週 |
期末試験 |
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16週 |
期末試験の解答・解説 |
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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 | 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 | |
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 | |
万有引力の法則から物体間にはたらく万有引力を求めることができる. | 3 | |
万有引力による位置エネルギーに関する計算ができる。 | 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 | |
物体の熱容量と比熱を用いた計算ができる。 | 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 | |
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 | |
物理実験 | 物理実験 | 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 | |