1. 微分,積分,ベクトルを用いて,質点の運動を定量的に扱うことができ、運動方程式をたてて解くことができる。2. 等速円運動および力学的エネルギー保存則を理解して、方程式を扱うことができる。
概要:
1年次で学んだ物理を基礎とし,数学で学んだ微積分やベクトルなどの解析的な方法を用いて,質点の力学を定量的に扱う。1年次で学んだ力学および微積分やベクトルなどの復習,およ単元ごとのまとめと演習を行う。
授業の進め方・方法:
1年次における基礎的な概念を、微分・積分・ベクトルなどを用いた解析的な方法により一般化して、科学技術への応用へ向けた物理学の法則を学んでいく。1年次の復習とともに解析的な手法の実例を扱い、演習プリントにより実際に計算をしながら授業を進めていく。
注意点:
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。 | 2 | 前1 |
直線および平面運動において、2物体の相対速度、合成速度を求めることができる。 | 2 | |
等加速度直線運動の公式を用いて、物体の座標、時間、速度に関する計算ができる。 | 2 | 前2 |
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。 | 2 | 前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。 | 2 | 前2 |
平均の速度、平均の加速度を計算することができる。 | 2 | 前1 |
自由落下、及び鉛直投射した物体の座標、速度、時間に関する計算ができる。 | 2 | 前2 |
水平投射、及び斜方投射した物体の座標、速度、時間に関する計算ができる。 | 2 | 前3 |
物体に作用する力を図示することができる。 | 2 | 前7 |
力の合成と分解をすることができる。 | 2 | 前7 |
重力、抗力、張力、圧力について説明できる。 | 2 | 前7 |
フックの法則を用いて、弾性力の大きさを求めることができる。 | 2 | 前7 |
質点にはたらく力のつりあいの問題を解くことができる。 | 2 | 前7 |
慣性の法則について説明できる。 | 2 | 前7 |
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。 | 2 | 前7 |
運動方程式を用いた計算ができる。 | 2 | 前7 |
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。 | 2 | 前6 |
運動の法則について説明できる。 | 2 | 前7 |
静止摩擦力がはたらいている場合の力のつりあいについて説明できる。 | 2 | 前7 |
最大摩擦力に関する計算ができる。 | 2 | 前7 |
動摩擦力に関する計算ができる。 | 2 | 前7 |
仕事と仕事率に関する計算ができる。 | 2 | 前12 |
物体の運動エネルギーに関する計算ができる。 | 2 | 前12 |
重力による位置エネルギーに関する計算ができる。 | 2 | 前12 |
弾性力による位置エネルギーに関する計算ができる。 | 2 | 前12 |
力学的エネルギー保存則を様々な物理量の計算に利用できる。 | 2 | 前15 |
物体の質量と速度から運動量を求めることができる。 | 2 | |
運動量の差が力積に等しいことを利用して、様々な物理量の計算ができる。 | 2 | |
運動量保存則を様々な物理量の計算に利用できる。 | 2 | |
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。 | 2 | 前9 |
単振動における変位、速度、加速度、力の関係を説明できる。 | 2 | |
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。 | 2 | 前9 |
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. | 2 | 前10 |
万有引力による位置エネルギーに関する計算ができる。 | 2 | 前10 |