機械工学基礎

科目基礎情報

学校 奈良工業高等専門学校 開講年度 令和08年度 (2026年度)
授業科目 機械工学基礎
科目番号 0017 科目区分 専門 / 必修
授業形態 講義 単位の種別と単位数 履修単位: 2
開設学科 機械工学科(令和8年度以前入学) 対象学年 1
開設期 通年 週時間数 2
教科書/教材 教科書:知りたい工業物理:工業物理編集委員会(ジャパンマシニスト社)
参考書:わかりやすい機械工学:松尾 哲夫ほか4名著(森北出版)/JSMEテキストシリーズ機械工学総論(日本機械学会)/自動車づくりの例で学ぶ機械工学概論:坂根 政男(数理工学社)
担当教員 廣 和樹

到達目標

1.機械に働く力や圧力の概念について説明することができる。
2.機械に用いられる材料の性質について説明することができる。
3.機械の運動に関する法則について説明することができる。
4.機械と関わる熱的な諸現象について説明することができる。
5.機械のする仕事やエネルギーについて説明することができる。

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機械に働く力や圧力の概念について十分に説明することができる。機械に働く力や圧力の概念について説明することができる。機械に働く力や圧力の概念について説明することができない。
評価項目2機械に用いられる材料の性質について十分に説明することができる。機械に用いられる材料の性質について説明することができる。機械に用いられる材料の性質について説明することができない。
評価項目3機械の運動に関する法則について十分に説明することができる。機械の運動に関する法則について説明することができる。機械の運動に関する法則について説明することができない。
評価項目4機械と関わる熱的な諸現象について十分に説明することができる。機械と関わる熱的な諸現象について説明することができる。機械と関わる熱的な諸現象について説明することができない。
評価項目5機械のする仕事やエネルギーについて十分に説明することができる。機械のする仕事やエネルギーについて説明することができる。機械のする仕事やエネルギーについて説明することができない。

学科の到達目標項目との関係

準学士課程(本科1〜5年)学習教育目標 (2) 説明 閉じる

教育方法等

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となる工業物理を中心に学習する.工業物理は、物理学の知識を機械設計、熱機関、流体機械、製造技術など、工業、工学の現場で応用するために学ぶ物理をいい、その目的はものづくりに役立てることである。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工業物理との関連性を踏まえて解説し,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集約されており物理の知見が活用されている.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.物理を「公式として覚える」のではなく機械工学の現象を理解する道具として身につける学問としてとらえてほしい。
事前学習:あらかじめ講義内容に該当する部分の教科書を読み,理解できるところ,理解できないところを明らかにしておく.
事後展開学習:演習問題を自分で解き,指定する提出日に提出する.

学修単位の履修上の注意

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 機械工学の発展と役割
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.
2週 力といろいろな圧力(1) 質量と重量、質量と圧力、液体の圧力の伝わり方について説明することができる。
3週 力といろいろな圧力(2)
液体の圧力、浮力、密度、比重、水の表面について説明することができる。
4週 力といろいろな圧力(3)
大気の圧力、大気圧の利用、空気の圧力と体積について説明することができる。
5週 力のつり合い(1)
力の3要素、2力のつりあい、作用と反作用、力の平行四辺形について説明することができる。
6週 力のつりあい(2) 斜面の性質、斜面の利用、ねじ、摩擦力について説明することができる。
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.
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.
2ndQ
9週 力のモーメント(1)
力のモーメントとは、てこについて説明することができる。
10週 力のモーメント(2) 滑車と輪軸について説明することができる。
11週 力のモーメント(3) 重心と物体のすわりについて説明することができる。
12週 固体の弾性(1) 弾性と塑性、いろいろな変形について説明することができる。
13週 固体の弾性(2) フックの法則、応力とひずみについて説明することができる。
14週 固体の弾性(3) 材料の組み合わせの強さについて説明することができる。
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.
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.
後期
3rdQ
1週 運動のようす(1) 速さ、速度について説明することができる。
2週 運動のようす(2) 加速度、慣性について説明することができる。
3週 運動のようす(3) 加速度と力について説明することができる。
4週 いろいろな運動(1) 落下運動、振り子の運動について説明することができる。
5週 いろいろな運動(2) 円運動、流体と運動について説明することができる。
6週 いろいろな運動(3) 運動量について説明することができる。
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.
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.
4thQ
9週 熱(1) 温度と熱、熱膨張について説明することができる。
10週 熱(2) 状態の変化について説明することができる。
11週 熱(3) 熱の伝わり方について説明することができる。
12週 仕事とエネルギー(1) 仕事と仕事率、動力の伝達について説明することができる。
13週 仕事とエネルギー(2) 内燃機関について説明することができる。
14週 仕事とエネルギー(3) エネルギーについて説明することができる。
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.
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.

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
専門的能力分野別の専門工学機械系分野機械設計標準規格の意義を説明でき機械設計に適用できる。3
機械設計に関する基礎用語を説明できる。3後5,後6
ねじ、ボルト・ナットの種類、用途、規格、設計を理解し、適用でき、計算できる。3
軸、キーの種類、用途、設計を理解し、適用でき、計算できる。3
軸継手の種類と用途を理解し、適用できる。3
軸受の構造、種類、用途を説明できる。3
歯車の種類、用語、設計を理解し、説明でき、計算できる。3前14
リンクの機構を理解し、その運動を説明でき、計算できる。3前12,前13
カムの機構を理解し、その運動を説明できる。3前14
力学力の合成と分解をすることができる。3
力のモーメント、偶力の意味を理解し、それらを計算できる。3
一点に作用する力のつりあい条件、着力点が異なる力のつりあい条件を説明できる。3
重心の意味を理解し、簡単な図形の重心位置を計算できる。2後1
速度と加速度の意味を理解し、時間と変位・速度の関係を説明できる。3
運動の三法則を説明でき、力、質量及び加速度の関係を運動方程式で表すことができる。3後2
回転運動において、周速度、角速度、回転速度、向心加速度、向心力、遠心力の意味を理解し、それらを計算できる。3
仕事、動力の意味を理解し、それらを計算できる。3
エネルギーの意味と種類、エネルギー保存の法則を理解し、力学的エネルギーを計算できる。3
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
材料に荷重が作用した時の応力とひずみを計算できる。3前9
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。3前9
熱流体流体の性質を表す各種物性値について理解し、流体の分類について説明できる。2後12
圧力の表示方法や静止流体の圧力分布について理解し、流体の圧力を計算できる。3後12
流体に接している面に作用する圧力による力について理解し、壁面に作用する力や静止流体中にある物体に働く力を計算できる。3後12
熱力学の第一法則を理解し、各種の系について、エネルギー式を適用でき、線図を用いて各種の系の仕事について説明できる。3後9,後10
理想気体の状態方程式を理解し、状態量の計算や比熱と気体定数との関係について説明できる。3後10
材料機械材料の種類と性質について説明できる。3前3,前6
材料の機械的性質について理解し、機械的性質を調べる各試験方法について説明できる。3前5,前9

評価割合

試験課題合計
総合評価割合6040100
基礎的能力302050
専門的能力302050