概要:
身の回りにある複雑な機械システムを，簡単な物理モデルに変換し，それを数学的に処理する方法を学ぶ．振動現象を理解するために，主に線形の機械振動現象について．運動方程式の考え方とその解法に重点を置く．
授業の進め方・方法:
・すべての授業内容は，学習・教育到達目標(Ｂ)＜専門＞およびJABEE基準1(2)(d)(2)a)に対応する．
・授業は講義・演習形式で行う．講義中は集中して聴講する．
・「授業計画」における各週の「到達目標」はこの授業で習得する「知識・能力」に相当するものとする．
注意点:
<到達目標の評価方法と基準>
１～２７の「到達目標」を網羅した問題を２回の中間試験，２回の定期試験で出題し，目標の達成度を評価する．達成度評価における各「到達目標」の重みは概ね均等とするが，基礎となる物理法則を重ねて問うこともある．問題のレベルは合計点の６０％以上の得点で，目標の達成を確認できるように設定する．
<学業成績の評価方法および評価基準>
前期中間，前期末，後期中間試験の平均点を全体評価の７０％とする．ただし，それぞれについて６０点に達しなかった者が，それを補うための補講に参加し，再試験による成績が該当する試験の成績を上回った場合には，６０点を上限として再試験の成績で置き換える．学年末試験の範囲は全範囲とし，その成績を全体評価の３０％とする．
<単位修得要件>
学業成績で60点以上を取得すること．
<自己学習>
授業で保証する学習時間のほか，予習・復習（中間試験，定期試験のための学習も含む）に要する学習時間が必要となる．
<あらかじめ要求される基礎知識の範囲>
本教科は機械運動学や数学の学習が基礎となる教科である．力学の基礎知識と三角関数，指数関数の使い方，常微分方程式の解法等の数学知識は理解している必要がある．
<備考>
本教科は第５学年で学習する制御工学と強く関連する教科である．演習課題の解答・提出用にＡ４サイズのノートを用意すること．
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週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
| 前期 |
| 1stQ |
| 1週 |
振動現象の定義：振動数，振幅，周期，位相角 |
１．振動現象の重要性をみぢかな問題として認識している．
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| 2週 |
振動現象と三角関数：振動の合成，加法定理 |
２．振動現象における，振動数，振幅，周期，位相角の概念を把握し，簡単な振動モデルにおいてそれらの値を求めることができる．
３．加法定理を用いて調和運動の和を求めることができる．
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| 3週 |
ばねと質量と力：直列ばねと並列ばね，等価バネ定数・等価質量 |
４．直列ばねの等価ばね定数を求めることができる．
５．並列ばねの等価ばね定数を求めることができる．
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| 4週 |
直線運動系と回転運動系：運動の第２法則と運動方程式 |
６．運動の第２法則を用いて１自由度系不減衰自由振動の運動方程式を導くことができる．
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| 5週 |
運動方程式の解法：線形常微分方程式，固有振動数 |
７．運動の第２法則を用いて１自由度系不減衰自由振動の運動方程式を解いて固有振動数を求めることができる．
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| 6週 |
エネルギー法：運動エネルギとポテンシャルエネルギ |
８．１自由度系不減衰自由振動の運動エネルギーとポテンシャルエネルギーを求めることができる
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| 7週 |
いろいろな１自由度系不減衰自由振動の振動モデルの運動とその解法 |
９．エネルギー法を用いて１自由度系不減衰自由振動の固有振動数を求めることができる
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| 8週 |
前期中間試験 |
これまでに学習した内容から，諸量を求めることができる．
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| 2ndQ |
| 9週 |
中間試験の結果に基づく復習，演習 |
これまでに学習した内容から，諸量を求めることができる．
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| 10週 |
ダンパと振動：臨界減衰係数，減衰比 |
１０．１自由度系減衰自由振動の運動方程式を導くことができる．
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| 11週 |
減衰自由振動：対数減衰率 |
１１．１自由度系減衰自由振動の運動方程式を解いて，固有振動数，臨界減衰係数，減衰比，対数減衰率を求めることができる．
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| 12週 |
いろいろな１自由度系減衰自由振動の振動モデルの運動とその解法 |
１２．いろいろな１自由度系減衰自由振動の運動方程式を解いて，固有振動数，臨界減衰係数，減衰比，対数減衰率を求めることができる．
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| 13週 |
直線運動する減衰自由振動モデルの運動と解法 |
１３．直線運動する１自由度系減衰自由振動の運動方程式を解いて，固有振動数，臨界減衰係数，減衰比，対数減衰率を求めることができる．
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| 14週 |
回転運動する減衰自由振動モデルの運動と解法 |
１４．回転運動する１自由度系減衰自由振動の運動方程式を解いて，固有振動数，臨界減衰係数，減衰比，対数減衰率を求めることができる．
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| 15週 |
前期範囲のまとめ・解説 |
これまでに学習した内容から，諸量を求めることができる．
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| 16週 |
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| 後期 |
| 3rdQ |
| 1週 |
強制力と振動：共振，遠心力 |
１５．１自由度系強制振動の運動方程式を導くことができる．
１６．強制振動を受ける系の共振について説明することができ，その条件を求めることができる．
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| 2週 |
力の伝達率と防振 |
１７．１自由度系強制振動の運動方程式を解いて，定常応答解を求めることができる
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| 3週 |
いろいろな１自由度系強制振動モデルの運動と解法 |
１８．いろいろな１自由度系強制振動の運動方程式を解いて，定常応答解を求めることができる
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| 4週 |
強制力を受ける１自由度系強制振動モデルの運動と解法 |
１９．強制力を受ける１自由度系強制振動の運動方程式を解いて，定常応答解を求めることができる
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| 5週 |
強制変位を受ける１自由度系振動モデルの運動と解法 |
２０．強制変位を受ける１自由度系強制振動の運動方程式を解いて，定常応答解を求めることができる
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| 6週 |
不釣り合い質量を有する１自由度系モデルの運動と解法 |
２１．不釣り合い質量を有する１自由度系強制振動の運動方程式を解いて，定常応答解を求めることができる
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| 7週 |
後期中間範囲のまとめ・解説 |
これまでに学習した内容から，諸量を求めることができる．
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| 8週 |
後期中間試験 |
これまでに学習した内容から，諸量を求めることができる．
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| 4thQ |
| 9週 |
中間試験の結果に基づく復習，演習 |
これまでに学習した内容から，諸量を求めることができる．
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| 10週 |
運動方程式の考え方とその解法・振動モード形 |
２２．多自由度系の運動方程式を導くことができる．
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| 11週 |
いろいろな振動モデルの振動モード形 |
２３．多自由度系の運動方程式を解くことができる．
２４．運動の第２法則を用いて多自由度系の運動を求め，振動モード形を表すことができる．
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| 12週 |
ラグランジュの運動方程式の考え方・使い方 |
２５．ラグランジュの運動方程式を用いて振動系の運動を求めることができる．
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| 13週 |
ラグランジュの運動方程式を使ったいろいろな振動モデルの運動の解法 |
２６．振動モード解析について説明することができる．
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| 14週 |
振動モード解析・弦とはりの振動 |
２７．弦とはりの振動について説明することができる．
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| 15週 |
後期範囲のまとめ・解説 |
これまでに学習した内容から，諸量を求めることができる．
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| 16週 |
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