物理Ⅲ

科目基礎情報

学校 沼津工業高等専門学校 開講年度 令和05年度 (2023年度)
授業科目 物理Ⅲ
科目番号 2023-603 科目区分 一般 / 必修
授業形態 授業 単位の種別と単位数 履修単位: 1
開設学科 物質工学科 対象学年 3
開設期 前期 週時間数 2
教科書/教材 初歩から学ぶ力学Ⅰ,Ⅱ (大日本図書)
担当教員 住吉 光介,駒 佳明,設楽 恭平

到達目標

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。

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
評価項目1質点運動の応用的な例について微分,積分,ベクトルを用いて運動方程式を書いて解くことができる。質点運動の基礎的な例について微分,積分,ベクトルを用いて運動方程式を書いて解くことができる。質点運動の基礎的な例について微分,積分,ベクトルを用いて運動方程式を書くことができない。
評価項目2等速円運動および力学的エネルギー保存則の応用的な例について方程式を書いて解くことができる。等速円運動および力学的エネルギー保存則の基礎的な例について方程式を書いて解くことができる。等速円運動および力学的エネルギー保存則の基礎的な例について方程式を書くことができない。

学科の到達目標項目との関係

【本校学習・教育目標(本科のみ)】 2 説明 閉じる

教育方法等

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:

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 質点の力学(運動学)1 微分による直線運動の位置,速度,加速度の計算ができる
2週 質点の力学(運動学)2 積分による直線運動の位置,速度,加速度の計算ができる
3週 質点の力学(運動学)3 ベクトルによる平面運動の位置,速度,加速度の計算ができる
4週 質点の力学(運動学)4 位置,速度,加速度のまとめと演習
5週 運動の法則1 微分を含む運動方程式を扱うことができる
6週 運動の法則2 積分を用いて運動方程式を扱うことができる
7週 運動の法則3 運動方程式のまとめと演習
8週 前期総合演習1
2ndQ
9週 等速円運動1 角速度,向心力を扱うことができる
10週 等速円運動2 万有引力の法則と惑星の運動を扱うことができる
11週 等速円運動3 等速円運動のまとめと演習
12週 力学的エネルギー1 位置エネルギー・運動エネルギーを扱うことができる
13週 力学的エネルギー2 保存力とポテンシャルを扱うことができる
14週 力学的エネルギー3 微分・積分を用いてエネルギーを扱うことができる
15週 前期総合演習2
16週

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
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

評価割合

演習試験相互評価態度ポートフォリオその他合計
総合評価割合10000000100
基礎的能力10000000100
専門的能力0000000
分野横断的能力0000000