工業力学Ⅰ

科目基礎情報

学校 明石工業高等専門学校 開講年度 令和05年度 (2023年度)
授業科目 工業力学Ⅰ
科目番号 5331 科目区分 専門 / 必修
授業形態 講義 単位の種別と単位数 学修単位: 2
開設学科 機械工学科 対象学年 3
開設期 前期 週時間数 2
教科書/教材 本江哲行,久池井茂 編著:「PEL 工業力学」,実教出版
担当教員 國峰 寛司

到達目標

1)静力学の知識について理解できる.
2)動力学の知識について理解できる.
3)各種演習問題を解くことができる.

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静力学の知識について十分に理解できる.静力学の知識について理解できる.静力学の知識について理解できない.
評価項目2動力学の知識について十分に理解できる.動力学の知識について理解できる.動力学の知識について理解できない.
評価項目3各種演習問題を十分に解くことができる.各種演習問題を解くことができる.各種演習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:
機械工学の基礎として必要な静力学と動力学の知識と解析力を習得する.
授業の進め方・方法:
必要事項の講義と例題の解説を行い,演習を行う.
注意点:
本科目は,授業で保証する学習時間と,予習・復習及び課題レポート作成に必要な標準的な自己学習時間の総計が,90時間に相当する学習内容である.毎週,課題を課す.単位の修得には全ての課題の提出が必須である.
評価の対象としない欠席条件(割合) 1/3以上の欠課

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 工学基礎と数学(1) 工学の基礎となる数学について理解し,演習問題を解くことができる.
2週 工学基礎と数学(2) 工学の基礎となる数学について理解し,演習問題を解くことができる.
3週 力とは 力の基本原理と単位,および力の種類について理解し,演習問題を解くことができる.
4週 一点に働く力 一点に働く力の合成と分解,およびつり合いについて理解し,演習問題を解くことができる.
5週 複数の点に働く力 力のモーメントと偶力,および剛体に働く力の合成とつり合いについて理解し,演習問題を解くことができる.
6週 重心と分布力 重心と分布力,および物体の安定について理解し,演習問題を解くことができる.
7週 直線運動と平面運動 質点の直線運動と平面運動について理解し,演習問題を解くことができる.
8週 中間試験 第3週から第7週の内容について中間試験を行う.
2ndQ
9週 円運動と曲線運動 円運動と曲線運動について理解し,演習問題を解くことができる.
10週 力と運動法則 運動の法則,質点の運動方程式,および求心・遠心力について理解し,演習問題を解くことができる.
11週 仕事とエネルギー 仕事とエネルギー,およびエネルギー保存の法則について理解し,演習問題を解くことができる.
12週 運動量,力積と衝突 運動量と力積,および衝突について理解し,演習問題を解くことができる.
13週 慣性モーメント 慣性モーメントの定義と定理について理解し,演習問題を解くことができる.
14週 剛体の運動 剛体の並進・平面運動について理解し,演習問題を解くことができる.
15週 質点系の運動 質点系の運動量,角運動量およびエネルギーについて理解し,演習問題を解くことができる.
16週 期末試験

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
基礎的能力数学数学数学角を弧度法で表現することができる。3前1
三角関数の性質を理解し、グラフをかくことができる。3前1
加法定理および加法定理から導出される公式等を使うことができる。3前1
ベクトルの定義を理解し、ベクトルの基本的な計算(和・差・定数倍)ができ、大きさを求めることができる。3前1
平面および空間ベクトルの成分表示ができ、成分表示を利用して簡単な計算ができる。3前1
簡単な場合について、関数の極限を求めることができる。3前2
微分係数の意味や、導関数の定義を理解し、導関数を求めることができる。3前2
積・商の導関数の公式を用いて、導関数を求めることがができる。3前2
合成関数の導関数を求めることができる。3前2
三角関数・指数関数・対数関数の導関数を求めることができる。3前2
極値を利用して、関数の最大値・最小値を求めることができる。3前2
簡単な場合について、曲線で囲まれた図形の面積を定積分で求めることができる。3前2
簡単な場合について、立体の体積を定積分で求めることができる。3前2
2重積分の定義を理解し、簡単な2重積分を累次積分に直して求めることができる。3前2
自然科学物理力学速度と加速度の概念を説明できる。3前7
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前7
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前7
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前7
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前7
平均の速度、平均の加速度を計算することができる。3前7
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前7
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前7
物体に作用する力を図示することができる。3前3
力の合成と分解をすることができる。3前4
重力、抗力、張力、圧力について説明できる。3前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前5
慣性の法則について説明できる。3前10
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前10
運動方程式を用いた計算ができる。3前10
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前10
運動の法則について説明できる。3前10
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前3
最大摩擦力に関する計算ができる。3前3
動摩擦力に関する計算ができる。3前3
仕事と仕事率に関する計算ができる。3前11
物体の運動エネルギーに関する計算ができる。3前11
重力による位置エネルギーに関する計算ができる。3前11
弾性力による位置エネルギーに関する計算ができる。3前11
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前11
物体の質量と速度から運動量を求めることができる。3前12
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前12
運動量保存則を様々な物理量の計算に利用できる。3前12
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前14
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前14
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前9
力のモーメントを求めることができる。3前5
角運動量を求めることができる。3前15
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前15
剛体における力のつり合いに関する計算ができる。3前14
重心に関する計算ができる。3前6
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前13
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前14
専門的能力分野別の専門工学機械系分野力学力は、大きさ、向き、作用する点によって表されることを理解し、適用できる。3前3
一点に作用する力の合成と分解を図で表現でき、合力と分力を計算できる。3前4
一点に作用する力のつりあい条件を説明できる。3前4
力のモーメントの意味を理解し、計算できる。3前5
偶力の意味を理解し、偶力のモーメントを計算できる。3前5
着力点が異なる力のつりあい条件を説明できる。3前5
重心の意味を理解し、平板および立体の重心位置を計算できる。3前6
速度の意味を理解し、等速直線運動における時間と変位の関係を説明できる。3前7
加速度の意味を理解し、等加速度運動における時間と速度・変位の関係を説明できる。3前7
運動の第一法則(慣性の法則)を説明できる。3前10
運動の第二法則を説明でき、力、質量および加速度の関係を運動方程式で表すことができる。3前10
運動の第三法則(作用反作用の法則)を説明できる。3前10
周速度、角速度、回転速度の意味を理解し、計算できる。3前9
向心加速度、向心力、遠心力の意味を理解し、計算できる。3前10
仕事の意味を理解し、計算できる。3前11
てこ、滑車、斜面などを用いる場合の仕事を説明できる。3前11
エネルギーの意味と種類、エネルギー保存の法則を説明できる。3前11
位置エネルギーと運動エネルギーを計算できる。3前11
動力の意味を理解し、計算できる。3前11
すべり摩擦の意味を理解し、摩擦力と摩擦係数の関係を説明できる。3前3
運動量および運動量保存の法則を説明できる。3前12
剛体の回転運動を運動方程式で表すことができる。3前14
平板および立体の慣性モーメントを計算できる。3前13
計測制御国際単位系の構成を理解し、SI単位およびSI接頭語を説明できる。4前3
分野横断的能力汎用的技能汎用的技能汎用的技能円滑なコミュニケーションのために図表を用意できる。2前1,前2,前3,前4,前5,前6,前7,前9,前10,前11,前12,前13,前14,前15
態度・志向性(人間力)態度・志向性態度・志向性企業人として活躍するために自身に必要な能力を考えることができる。2前1,前2,前3,前4,前5,前6,前7,前9,前10,前11,前12,前13,前14,前15

評価割合

定期試験演習課題合計
総合評価割合8020100
基礎的能力000
専門的能力8020100
分野横断的能力000