概要:
一般・専門の別:一般
学習の分野:自然科学系共通・基礎
基礎となる学問分野: 数物系科学/物理/物理一般
学習教育目標との関連:本科目は総合理工学科学習教育目標「②確かな基礎科学の知識修得」に相当する科目である。
授業の概要:前半は,高校の教科書を使い,見かけの力や万有引力,円運動・単振動,運動量を取り扱う。後半では,2階の微分方程式で表された運動方程式を解くことにより運動を解析する。
授業の進め方・方法:
授業の方法:
板書を中心に授業を進めるが,理解を深めるためにできるだけ学生間で議論することを促す。物理概念の理解に重きを置いた授業を行う。課題レポートを課し,学生の理解度を確認しながら授業を進める。
成績評価方法:
4回の定期試験成績を70%(均等評価),平素の演習,レポートなどを30%とする。
総合成績が60点未満の者に対しては学年末までに再試験を行うことがあり,評価方法は別途説明する。
注意点:
履修上の注意:
本科目は必履修科目のため,学年課程修了のためには履修(欠席時間数が所定の授業時間数の3分の1以下)が必須である。
履修のアドバイス:
予習として,前回の課題に取り組むこと,および教科書に目を通し学習項目を把握しておくこと。授業で取り扱う例題や問題は,必ず自らの手で問題を解いてよく考えること。
基礎科目:物理Ⅰ(1年),物理Ⅱ(2),微分積分Ⅰ(2),基礎線形代数(2)
関連科目:力学Ⅱ(3年),力学Ⅲ(3)
受講上のアドバイス:
遅刻は授業開始後20分まで,以後は欠席扱いとする。3回の遅刻は1時間の欠席として扱うので注意すること。
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 | 物理 | 力学 | 速度と加速度の概念を説明できる。 | 3 | 後3 |
平均の速度、平均の加速度を計算することができる。 | 3 | 後4 |
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4 |
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4 |
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3 |
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 | 後4 |
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4 |
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4 |
物体に作用する力を図示することができる。 | 3 | 前1 |
力の合成と分解をすることができる。 | 3 | 前1 |
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2 |
重力、抗力、張力、圧力について説明できる。 | 3 | 前2 |
フックの法則を用いて、弾性力の大きさを求めることができる。 | 3 | 前2 |
慣性の法則について説明できる。 | 3 | 後3 |
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 | 後3 |
運動の法則について説明できる。 | 3 | 後7 |
運動方程式を用いた計算ができる。 | 3 | 後5 |
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 | 後6 |
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 | |
最大摩擦力に関する計算ができる。 | 3 | |
動摩擦力に関する計算ができる。 | 3 | |
仕事と仕事率に関する計算ができる。 | 3 | |
物体の運動エネルギーに関する計算ができる。 | 3 | |
重力による位置エネルギーに関する計算ができる。 | 3 | |
弾性力による位置エネルギーに関する計算ができる。 | 3 | |
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 | |
物体の質量と速度から運動量を求めることができる。 | 2 | |
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。 | 2 | |
運動量保存則を様々な物理量の計算に利用できる。 | 2 | |
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。 | 2 | 後1 |
単振動における変位、速度、加速度、力の関係を説明できる。 | 2 | 後2 |
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。 | 2 | 前5,前6 |
万有引力の法則から物体間にはたらく万有引力を求めることができる. | 2 | 前9,前10 |
万有引力による位置エネルギーに関する計算ができる。 | 2 | 前11 |
力のモーメントを求めることができる。 | 2 | 前1 |
角運動量を求めることができる。 | 2 | |
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。 | 2 | |
剛体における力のつり合いに関する計算ができる。 | 2 | 前2 |
重心に関する計算ができる。 | 2 | 前2 |
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。 | 2 | |
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。 | 2 | |