到達目標
１．質点・剛体の運動方程式をたてて解くことができる。
２．運動量保存の法則、力学的エネルギー保存の法則を使うことができる。
３．簡単な条件なら電界、磁界が計算できる。
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 | 運動方程式をたてて解くことができる。 | 運動方程式をたてることができる。 | 運動方程式をたてることができない。 |
| 評価項目2 | 運動量保存の法則、力学的エネルギー保存の法則を使うことができる。 | 運動量保存の法則、力学的エネルギー保存の法則をだいたい使うことができる。 | 運動量保存の法則、力学的エネルギー保存の法則を使うことができない。 |
| 評価項目3 | 簡単な条件なら電界・磁界が計算できる。 | 簡単な条件なら電界・磁界がだいたい計算できる。 | 簡単な条件でも電界・磁界の計算ができない。 |
学科の到達目標項目との関係
教育方法等
概要:
この講義は本校の教育目標のうち「基礎力」を養う科目である。具体的には、物理学の基本であり工学への応用上最も重要な、力学と電磁気学を学習する。なお、振動・波動現象は両者に共通なので最後にまとめて学習する。また、運動方程式は微分方程式であることを強調するなど、数学的な取り扱いをより厳密にし、数学の応用的側面を理解させる。
授業の進め方・方法:
学生にとっては1，2年で学習した「一般物理」に引き続き2度目の物理となるが、数学的に相当高度になっているので数学（特に微分・積分）をしっかり身につけておくこと。また、授業中に毎回演習を行い、その点を評価に加えるのでしっかり授業に参加すること。なお、毎週木曜日の16時30分から17時30分をオフィスアワーとするので、竹内研究室まで質問に来ること。
注意点:
学生に緊張感を持たせるために毎時間演習を行い、その点を評価に加えるので、しっかり授業に参加すること。
授業計画
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週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
| 前期 |
| 1stQ |
| 1週 |
授業のガイダンス
質点の位置と軌跡 |
軌跡の方程式を求めることができ、そのグラフを描くとができる。
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| 2週 |
質点の速度、加速度 |
質点の位置を時間で微分して速度、加速度を求めることができる。
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| 3週 |
運動の法則 |
運動の法則を理解する。作用・反作用の法則を使うことができる。
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| 4週 |
重力
空気抵抗がある場合の自由落下 |
重力が作用する場合の運動方程式が解ける。
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| 5週 |
万有引力
慣性力 |
万有引力、慣性力を理解している。
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| 6週 |
仕事と運動エネルギー |
仕事と運動エネルギーの関係を理解している。
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| 7週 |
位置エネルギーと保存力
力学的エネルギー保存の法則 |
力学的エネルギー保存の法則を使うことができる。
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| 8週 |
前期中間試験 |
質点の運動方程式が解け、力学的エネルギー保存の法則が使える。
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| 2ndQ |
| 9週 |
力学的エネルギー保存の法則の応用 |
力学的エネルギー保存の法則を使うことができる。
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| 10週 |
質点系の重心の運動方程式
運動量保存の法則 |
運動量保存の法則を使うことができる。
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| 11週 |
運動量保存の法則の応用 |
運動量保存の法則を使うことができる。
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| 12週 |
力のモーメント
質点の回転の運動方程式 |
力のモーメントの計算ができる。
角運動量保存の法則を使うことができる。
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| 13週 |
剛体の慣性モーメント |
剛体の慣性モーメントが計算できる。
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| 14週 |
慣性モーメントを計算するための便利な定理、固定軸周りの剛体の回転運動 |
固定軸まわりの剛体の回転運動が解ける。
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| 15週 |
剛体の自由な運動 |
剛体の自由な運動が解ける。
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| 16週 |
前期末試験 |
運動量保存の法則が使え、剛体の慣性モーメントが計算でき、その回転運動が解ける。
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| 後期 |
| 3rdQ |
| 1週 |
クーロンの法則 |
クーロンの法則で電界の計算ができる。
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| 2週 |
ガウスの法則を用いた電界計算 |
ガウスの法則を用いた電界計算ができる。
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| 3週 |
電位の計算 |
電位の計算ができる。
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| 4週 |
導体とコンデンサ |
コンデンサの電気容量が計算できる。
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| 5週 |
誘電体と電界のエネルギー |
コンデンサのエネルギーが計算できる。
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| 6週 |
磁気についてのクーロンの法則 |
磁力の計算ができる
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| 7週 |
電流 |
オームの法則が利用できる。
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| 8週 |
後期中間試験 |
電界・電位、コンデンサの電気容量、磁力、電流、電気抵抗が計算できる。
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| 4thQ |
| 9週 |
ビオ・サバールの法則 |
ビオ・サバールの法則を使って磁界計算ができる。
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| 10週 |
アンペールの法則 |
アンペールの法則を使って磁界計算ができる。
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| 11週 |
電磁力、フレミングの左手の法則 |
電磁力の計算ができる。
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| 12週 |
ファラデーの電磁誘導の法則 |
誘導起電力の計算ができる。
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| 13週 |
電気振動 |
電気振動を理解している。
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| 14週 |
マックスウェルの方程式と電磁波 |
電磁波の発生が説明できる。
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| 15週 |
単振動 |
単振動の計算ができる。
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| 16週 |
学年末試験 |
電流磁界、電磁力が計算でき、単振動の計算もできる。
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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 | 自然科学 | 化学(一般) | 化学(一般) | 代表的な金属やプラスチックなど有機材料について、その性質、用途、また、その再利用など生活とのかかわりについて説明できる。 | 1 | |
| 同素体がどのようなものか具体例を挙げて説明できる。 | 1 | |
| 混合物の分離法について理解でき、分離操作を行う場合、適切な分離法を選択できる。 | 1 | |
| 代表的なイオンを化学式で表すことができる。 | 1 | |
| イオン式とイオンの名称を説明できる。 | 1 | |
| 金属の性質を説明できる。 | 1 | |
| 化学反応を反応物、生成物、係数を理解して組み立てることができる。 | 1 | |
| 化学実験 | 化学実験 | 実験の基礎知識(安全防具の使用法、薬品、火気の取り扱い、整理整頓)を持っている。 | 1 | |
| 事故への対処の方法(薬品の付着、引火、火傷、切り傷)を理解し、対応ができる。 | 1 | |
| レポート作成の手順を理解し、レポートを作成できる。 | 1 | |
| ガラス器具の取り扱いができる。 | 1 | |
| 基本的な実験器具に関して、目的に応じて選択し正しく使うことができる。 | 1 | |
| 試薬の調製ができる。 | 1 | |
| 代表的な気体発生の実験ができる。 | 1 | |
| 代表的な無機化学反応により沈殿を作り、ろ過ができる。 | 1 | |
評価割合
| 試験 | 発表 | 相互評価 | 態度 | ポートフォリオ | その他 | 合計 |
| 総合評価割合 | 70 | 0 | 0 | 0 | 30 | 0 | 100 |
| 基礎的能力 | 70 | 0 | 0 | 0 | 30 | 0 | 100 |
| 専門的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 分野横断的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |