概要:
指定教科書を用いて講義と演習を中心に行う。この科目は学修単位科目のため,事前・事後の学習が必要です。
授業の進め方・方法:
演習:グループ活動を基軸に実施する。TeamsなどによるITも利用する予定である。
試験: 中間・期末試験を実施する。
ポートフォリオ: 授業で配布するプリントなどの提出で確認する。
注意点:
科目の特徴
・微分積分を用いた理論展開が主となる、初等関数の微分積分、およびベクトルに関する計算力が要求される。
学習上の留意点
・関数電卓を使用する。
・スマートデバイスも使用する。
・ポートフォリオの提出については、提出期限を厳守すること。
学習上の助言
・教科書に従って、自学自習を行なうこと。
・自学自習の際、大学初年級向け教科書が参考となるので利用すること。
新型コロナウイルス(COVID-19)感染拡大防止のため,遠隔授業等に変更する場合がある。
また,試験についても実施方法を変更する場合があるので,授業時の指示に従うこと。
評価割合はポートフォリオ40点、試験60点とする。
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週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
前期 |
1stQ |
1週 |
ガイダンス 位置・速度・加速度(1) |
シラバスを用いて授業の概要、進め方を説明する。 直線運動における物体の変位、速度、加速度を微分を用いて表すことができる。
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2週 |
位置・速度・加速度(2) |
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。
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3週 |
位置・速度・加速度(3) |
平面運動における物体の変位、速度、加速度を微分を用いて表すことができる。 極座標によって、物体の平面運動を表すことができる。
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4週 |
運動方程式(1) |
微分方程式の形で運動方程式を立てることができる。
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5週 |
運動方程式(2) |
重力、空気抵抗、弾性力がはたらくときの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。
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6週 |
運動方程式(3)
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作用・反作用、向心力がはたらくときの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。
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7週 |
前期中間試験 |
既習領域の基礎問題を解くことができる。
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8週 |
試験返却・解説 角運動量(1) |
力のモーメントを求めることができる。 角運動量を求めることができる。
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2ndQ |
9週 |
角運動量(2) |
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。
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10週 |
慣性力
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慣性力について具体的な例を挙げて説明できる。
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11週 |
力学的エネルギー(1) |
仕事を微分・積分を用いて計算できる。
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12週 |
力学的エネルギー(2) |
力学的エネルギー保存則を微分・積分を用いて証明することができる。
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13週 |
力学的エネルギー(3) |
重力、弾性力、万有引力による位置エネルギーを、微分・積分を用いてそれぞれ計算できる。
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14週 |
剛体 |
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。
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15週 |
前期期末試験 |
既習領域の基礎問題を解くことができる。
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16週 |
試験返却・解説 理科応用1まとめ |
理科応用1全般について,内容を確認し理解を深める。
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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 | 物理 | 速度と加速度の概念を説明できる。 | 3 | |
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。 | 3 | |
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。 | 3 | |
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 | |
平均の速度、平均の加速度を計算することができる。 | 2 | |
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。 | 3 | |
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。 | 3 | |
物体に作用する力を図示することができる。 | 3 | |
力の合成と分解をすることができる。 | 3 | |
重力、抗力、張力、圧力について説明できる。 | 3 | |
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。 | 3 | |
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。 | 3 | |
慣性の法則について説明できる。 | 3 | |
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。 | 3 | |
運動方程式を用いた計算ができる。 | 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 | |
運動の法則について説明できる。 | 3 | |
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。 | 3 | |
最大摩擦力に関する計算ができる。 | 3 | |
動摩擦力に関する計算ができる。 | 3 | |
仕事と仕事率に関する計算ができる。 | 3 | |
物体の運動エネルギーに関する計算ができる。 | 3 | |
重力による位置エネルギーに関する計算ができる。 | 3 | |
弾性力による位置エネルギーに関する計算ができる。 | 3 | |
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。 | 3 | |
物体の質量と速度から運動量を求めることができる。 | 3 | |
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。 | 3 | |
運動量保存則を様々な物理量の計算に利用できる。 | 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 | |
力のモーメントを求めることができる。 | 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 | |
剛体における力のつり合いに関する計算ができる。 | 3 | |
重心に関する計算ができる。 | 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 | |