応用物理Ⅱ

科目基礎情報

学校 鈴鹿工業高等専門学校 開講年度 平成31年度 (2019年度)
授業科目 応用物理Ⅱ
科目番号 0102 科目区分 専門 / 必修
授業形態 授業 単位の種別と単位数 履修単位: 2
開設学科 材料工学科 対象学年 4
開設期 通年 週時間数 2
教科書/教材 教科書:「新編 物理学」藤城敏幸 東京教学社
担当教員 川上 洋平

到達目標

古典力学および電磁気学の基礎を理解し,それらに関連した諸物理量を求めるために数学的知識に基づいて問題を式に表すことができ,解を求めることができる.

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古典力学を理解し,応用的問題を解くことができる.古典力学を理解し,基本的問題を解くことができる.古典力学を理解し,基本的問題を解くことができない.
評価項目2電磁気学を理解し,応用的問題を解くことができる.電磁気学を理解し,基本的問題を解くことができる.電磁気学を理解し,基本的問題を解くことができない.

学科の到達目標項目との関係

教育方法等

概要:
物理は自然界の法則,原理を学ぶ学問であり,専門科目を学ぶための重要な基礎科目である.本講義では,微分,積分,ベクトルを使い,大学程度の物理を学ぶ.古典力学および電磁気学を学ぶ.
授業の進め方と授業内容・方法:
・第1週~第30週までの内容はすべて,学習・教育目標(B)<専門>およびJABEE基準1.2(d)(1)に相当する.
・「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>
各週における「到達目標」の確認を,2回の中間試験,2回の定期試験,及び課題によって行う.「到達目標」の各項目の重みは概ね均等とする.評価結果が百点法で60点以上の場合に目標の達成とみなせるレベルの試験を課す.
<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,学年末の4回の試験(または上限を60点として中間試験のみに実施する再試験)の平均点を80%,課題を20%として評価する.
<単位修得要件>
学業成績で60点以上を取得すること.
<あらかじめ要求される基礎知識の範囲>
3年生までに習った数学および「物理」「応用物理Ⅰ」の学習が基礎となる教科である.
<自己学習>
授業で保証する学習時間と,予習・復習(中間試験,定期試験,課題のための学習も含む)に必要な学習時間が必要となる.
<備考>
本教科は後に学習する「応用物理学」の基礎となる教科である.

授業計画

授業内容・方法 週ごとの到達目標
前期
1週 変位・速度・加速度 1.加速度,速度,位置・変位を求めることができる.
2週 ニュートンの運動三法則 2.与えられた条件下において適切な運動方程式を記述できる.
3週 放物運動 3.放物運動において,適切な運動方程式を記述できる.
4週 単振動(水平方向) 4.基本的な単振動現象に関する諸物理量を求めることができる.
5週 単振動(鉛直方向,減衰振動などの応用) 5.応用的な振動現象に関する諸物理量を求めることができる.
6週 運動量と力積,運動エネルギーと仕事 6.運動量と力積,または運動エネルギーと仕事の関係を適切に立式でき,諸量を求めることができる.
7週 角運動量とその保存則 7.角運動量が保存される系において適切に立式でき,関連する諸量を求めることができる.
8週 中間試験 8.ここまでの学習内容について理解している.
9週 保存力とポテンシャル 9.保存力場の性質を利用して,適切に立式でき,関連する諸量を求めることができる.
10週 重心運動と相対運動 10.重心および重心系の性質を利用して,諸関係式または諸物理量を求めることができる.
11週 運動量保存則と衝突 11.運動量が保存される系において,適切に立式でき,関連する諸量を求めることができる.
12週 剛体とそのつり合い 12.静止剛体系において並進と回転におけるつり合い式を立て,関連する諸量を求めることができる.
13週 固定軸の周りの剛体の運動 13.回転剛体系において回転における運動方程式を立て,関連する諸量を求めることができる.
14週 慣性モーメントの導出 14.慣性モーメントを求めることができる.
15週 剛体の平面運動 15.運動している剛体系において並進と回転の運動方程式を立て,関連する諸量を求めることができる.
16週
後期
1週 クーロンの法則,電場 16.クーロンの法則を用いて電場を求めることができる.
2週 ガウスの法則 17.ガウスの法則を用いて電場を求めることができる.
3週 電位と導体 18.電場を用いて電位を求めることができる.導体の性質を利用できる.
4週 キャパシター 19.キャパシターの電気容量を求めることができる.
5週 誘電体 20.誘電体の性質を利用して,関連する諸量を求めることができる.
6週 電場のエネルギー,オームの法則 21.静電エネルギーを求めることができる.
7週 ジュール熱,起電力,キルヒホッフの法則 22.キルヒホッフの法則や電気抵抗の性質を利用して,関連する諸量を求めることができる.
8週 中間試験 23.後期に入ってからの学習内容について理解している.
9週 磁場,磁性体,ローレンツ力 24.磁場中での荷電粒子の運動を記述できる.
10週 ビオ・サバールの法則 25.ビオ・サバールの法則を用いて磁場を求めることができる.
11週 アンペールの法則 26.アンペールの法則を用いて磁場を求めることができる.
12週 電磁誘導 27.電磁誘導の法則を用いて,関連する諸量を求めることができる.
13週 自己誘導・相互誘導,磁場のエネルギー 28.自己誘導または相互誘導の性質を用いて,関連する諸量を求めることができる.
14週 交流,電気振動 29.コイルを含む回路において適切に立式でき,関連する諸量を求めることができる.
15週 変位電流,マクスウェル方程式,電磁波 30.マクスウェル方程式の構成及び光が電磁波であることを理解している.
16週

評価割合

試験課題合計
総合評価割合8020100
配点8020100