概要:
機械工学科に入学した学生に対して,これから学ぶ各専門科目の基礎を学習する.身近にあるものから先端技術と呼ばれるものまで技術開発において機械工学の果たしてきた役割を解説しながら,これから始まる専門学習の一助となるような授業を行う.
授業の進め方・方法:
基本的に教科書を中心に授業を行うが,随時,配布資料などを利用して詳しく解説する.なお,一部,数学や物理で学習する内容を先行的に取り入れたりするが,説明に必要な部分にとどめておく.
注意点:
関連科目:機械工作実習,機械設計製図,数学,物理
学習指針:身の回りにある機器には多くの機械技術が詰まっている.授業中で学んだことを日常的に使用,利用するものの動作や原理と照らし合わせると,その理解はより深まる.
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週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
前期 |
1stQ |
1週 |
機械工学の歴史
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機械工学の発展を歴史背景に従い,説明することができる.
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2週 |
機械の定義と構成要素 |
機械の定義を理解し,その判別をすることができる.
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3週 |
材料学(1)
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機械に用いる材料の種類とその機械的強度試験を説明できる.
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4週 |
材料学(2)
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金属材料の特徴を説明することができる.
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5週 |
材料学(3)
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鋼の熱処理を説明することができる.
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6週 |
材料学(4)
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非金属材料の特徴を説明することができる.
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7週 |
前期中間試験 |
試験問題に対して,正しい解答を記述することができる.
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8週 |
試験返却・解答 |
試験結果を確認し,解説により理解不十分な箇所を充足することができる.
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2ndQ |
9週 |
材料力学(1)
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金属の引張り力と伸びの関係を応力とひずみを用いて説明することができる.
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10週 |
材料力学(2) |
平面応力状態を薄肉円筒より説明することができる.
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11週 |
材料力学(3) |
せん断応力や曲げ応力の発生を説明することができる.
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12週 |
材料力学(4) |
梁の曲げ問題に関し,たわみをもとめることができる.
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13週 |
機構学(1) |
対偶と節,平面運動の自由度を説明することができる.
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14週 |
機構学(2) |
リンク機構の運動を説明することができる.
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15週 |
前期末試験 |
試験問題に対して,正しい解答を記述することができる.
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16週 |
試験返却・解答 |
試験結果を確認し,解説により理解不十分な箇所を充足することができる.
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後期 |
3rdQ |
1週 |
工業力学(1) |
力とモーメントのつり合いについて説明することができる.
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2週 |
工業力学(2) |
運動の法則を説明することができる.
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3週 |
工業力学(3) |
運動とエネルギーについて説明することができる.
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4週 |
機械力学と制御(1) |
回転体の運動について説明することができる.
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5週 |
機械力学と制御(2) |
機械に生じる振動について説明することができる.
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6週 |
機械力学と制御(3) |
機械の制御方法について説明することができる.
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7週 |
後期中間試験 |
試験問題に対して,正しい解答を記述することができる.
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8週 |
試験返却・解答 |
試験結果を確認し,解説により理解不十分な箇所を充足することができる.
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4thQ |
9週 |
熱力学(1) |
資源エネルギーの種類や熱力学で扱う諸量の説明ができる.
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10週 |
熱力学(2) |
簡単な熱量の計算ができる.気体の状態変化を説明することができる.
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11週 |
熱力学(3) |
熱サイクルの説明ができる.
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12週 |
流体力学(1) |
静水学における各原理を説明することができる.
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13週 |
流体力学(2) |
流体の運動を実際の現象より説明することができる.
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14週 |
流体力学(3) |
流体機械の特徴を説明することができる.
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15週 |
学年末試験 |
試験問題に対して,正しい解答を記述することができる.
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16週 |
試験返却・解答 |
試験結果を確認し,解説により理解不十分な箇所を充足することができる.
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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 |
専門的能力 | 分野別の専門工学 | 機械系分野 | 機械設計 | リンク装置の機構を理解し、その運動を説明できる。 | 1 | 前13,前14 |
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。 | 2 | 後1 |
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。 | 2 | 後1 |
一点に作用する力のつりあい条件を説明できる。 | 2 | 後1 |
力のモーメントの意味を理解し、計算できる。 | 2 | 後1 |
着力点が異なる力のつりあい条件を説明できる。 | 1 | 後1 |
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。 | 1 | 後2 |
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。 | 1 | 後2 |
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。 | 1 | 後2 |
運動の第三法則(作用反作用の法則)を説明できる。 | 1 | 後2 |
周速度、角速度、回転速度の意味を理解し、計算できる。 | 1 | 後2,後4 |
仕事の意味を理解し、計算できる。 | 2 | 後3 |
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。 | 1 | 後3 |
位置エネルギーと運動エネルギーを計算できる。 | 1 | 後3 |
動力の意味を理解し、計算できる。 | 1 | 後3 |
荷重が作用した時の材料の変形を説明できる。 | 1 | 前9 |
応力とひずみを説明できる。 | 1 | 前9,前10 |
引張荷重や圧縮荷重が作用する棒の応力や変形を計算できる。 | 1 | |
ねじりを受ける丸棒のせん断ひずみとせん断応力を計算できる。 | 1 | 前11 |
はりの定義や種類、はりに加わる荷重の種類を説明できる。 | 1 | 前12 |
各種のはりについて、たわみ角とたわみを計算できる。 | 1 | 前12 |
振動の種類および調和振動を説明できる。 | 1 | 後5 |
熱流体 | 流体の定義と力学的な取り扱い方を理解し、適用できる。 | 1 | 後12 |
流体の性質を表す各種物理量の定義と単位を理解し、適用できる。 | 1 | 後12 |
絶対圧力およびゲージ圧力を説明できる。 | 1 | 後12 |
パスカルの原理を説明できる。 | 1 | 後12 |
物体に作用する浮力を計算できる。 | 1 | 後12 |
定常流と非定常流の違いを説明できる。 | 1 | 後13 |
流線と流管の定義を説明できる。 | 1 | 後13 |
熱力学で用いられる各種物理量の定義と単位を説明できる。 | 1 | 後9 |
熱力学の第一法則を説明できる。 | 1 | 後10 |
理想気体の圧力、体積、温度の関係を、状態方程式を用いて説明できる。 | 1 | 後10 |
定積比熱、定圧比熱、比熱比および気体定数の相互関係を説明できる。 | 1 | 後10 |
内部エネルギーやエンタルピーの変化量と温度の関係を説明できる。 | 1 | 後10 |
等圧変化、等積変化、等温変化、断熱変化、ポリトロープ変化の意味を理解し、状態量、熱、仕事を計算できる。 | 1 | 後10 |
熱力学の第二法則を説明できる。 | 1 | 後11 |
材料 | 機械材料に求められる性質を説明できる。 | 1 | 前3 |
金属材料、非金属材料、複合材料、機能性材料の性質と用途を説明できる。 | 1 | 前4,前6 |
引張試験の方法を理解し、応力-ひずみ線図を説明できる。 | 1 | 前3 |
硬さの表し方および硬さ試験の原理を説明できる。 | 1 | 前3 |
鉄鋼の製法を説明できる。 | 1 | 前5 |
焼きなましの目的と操作を説明できる。 | 1 | 前5 |
焼きならしの目的と操作を説明できる。 | 1 | 前5 |
焼入れの目的と操作を説明できる。 | 1 | 前5 |
焼戻しの目的と操作を説明できる。 | 1 | 前5 |
計測制御 | 自動制御の定義と種類を説明できる。 | 1 | 後6 |
フィードバック制御の概念と構成要素を説明できる。 | 1 | 後6 |