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.
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週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
| 前期 |
| 1stQ |
| 1週 |
機械工学の発展と役割
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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 |
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。
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| 3週 |
力といろいろな圧力(2)
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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。
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| 4週 |
力といろいろな圧力(3)
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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。
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| 5週 |
力のつり合い(1)
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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。
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| 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。
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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 |
力のモーメント(1)
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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。
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| 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。
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| 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。
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| 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。
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| 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。
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| 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。
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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 |
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。
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| 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。
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| 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。
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| 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。
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| 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。
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| 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。
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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(1) |
温度と熱、熱膨張について説明することができる。
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| 10週 |
熱(2) |
状態の変化について説明することができる。
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| 11週 |
熱(3) |
熱の伝わり方について説明することができる。
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| 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。
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| 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。
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| 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。
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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 | 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 |