応用物理Ⅱ

科目基礎情報

学校	津山工業高等専門学校	開講年度	2017
授業科目	応用物理Ⅱ
科目番号	0066	科目区分	専門 / 選択
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	対象学年	4
開設期	通年	週時間数	2
教科書/教材	教科書：前期　柴田他「初歩から学ぶ基礎物理学　力学Ⅱ」（大日本図書）　後期　応用物理研究室著「応用物理実験書」
担当教員	佐々井 祐二

到達目標

学習目的：物理学は自然科学の中で最も基礎的な学問の一つであり，様々な工学技術の分野に物理学の成果や手法が応用されている。本科目では，剛体の運動について学習し，その計算方法を習得する。また，実験を安全に正しく行うことを目的とする。

到達目標：
１．典型的な剛体の運動系について微分方程式を使って表現でき，また解析できる。
２．測定機器などの取り扱いを理解し，安全に実験を行うことができる。測定値を正しく計算し，定められた形式で実験報告書を作成できる。
※分野横断能力については該当しない。

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	基礎的な到達レベルの目安(可)	未到達レベルの目安
評価項目1	二体系と質点系について，授業で取り扱うほとんどの問題の解答を作成できる。	二体系と質点系について，授業で取り扱う基礎的な複合問題の解答を作成できる。	二体系と質点系について，授業で取り扱う基礎項目の問題の解答を作成できる。	二体系と質点系について，授業で取り扱う基礎項目の問題の解答を作成できる。
評価項目2	剛体の力学について，授業で取り扱うほとんどの問題の解答を作成できる。	剛体の力学について，授業で取り扱う基礎的な複合問題の解答を作成できる。	剛体の力学について，授業で取り扱う基礎項目の問題の解答を作成できる。	剛体の力学について，授業で取り扱う基礎項目の問題の解答を作成できない。
評価項目3	測定器を正しく取り扱い，安全に精度良く工夫しながら実験を行うことができる。	測定器を正しく取り扱い，安全に精度良く実験を行うことができる。	測定器を正しく取り扱い，安全に実験を行うことができる。	真摯に実験に取り組むことができない。
評価項目4	測定値を正しく計算し，定められた形式で実験報告書をまとめ，物理的な考察が十分できる。	測定値を正しく計算し，定められた形式で実験報告書をまとめ，物理的な考察ができる。	測定値を正しく計算し，定められた形式で実験報告書をまとめることができる。	測定値を正しく計算できない。実験報告書をまとめられない。

教育方法等

概要:

一般・専門の別：専門・自然科学系共通・基礎

必修・履修・履修選択・選択の別：履修選択

基礎となる学問分野：数物系科学／物理／物理一般

学科学習目標との関連：本科目は機械工学科学習目標「（１） 数学，物理を中心とした自然科学系の科目に関する知識を修得し，機械工学に関する基礎知識として応用する能力を身につける。」に相当する科目である。

技術者教育プログラムとの関連：本科目が主体とする学習・教育到達目標は「（Ａ）技術に関する基礎知識の深化，Ａ－１：工学に関する基礎知識として，自然科目の幅広い分野の知識を修得し，説明できること」であるが，付随的には「Ａ－３」にも関与する。

授業の概要：前期では講義を行い，応用物理Ⅰでは取り扱わなかった力学の部分に焦点を当てる。後期では実験を行い，今までに履修してきた物理の理解を深める。

授業の進め方・方法:

授業の方法：前期は講義であり，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に質問をする。後期は実験であり，目的・理論・使用器具を事前レポートとして書いておき予習した上で実験を遂行していく。

成績評価方法：
前期：２回の定期試験で７０％，演習・小テスト・レポートで３０％とする。試験は教科書・ノートの持込を許可しない。なお，定期試験が６０点未満の学生に対して再試験を行い，６０点を上限とする得点を定期試験の点数と差し替える。
後期：実験報告書，事前レポートの作成などの実験への取組により評価する。実験レポートに問題がない場合を８５点程度とし，内容と提出状況により減点する。もちろん，優秀な実験レポートに対しては加点もある。
最終的な評価は（前期の点数＋後期の点数）÷２とする。

注意点:

履修上の注意：前期は講義で，後期は実験である。前期と後期それぞれで合格点となるよう不断の努力をすること。

履修のアドバイス：３年生までに履修した物理や数学を折に触れて復習しておくこと。

基礎科目：物理Ⅰ（１年），物理Ⅱ（２），応用物理Ⅰ（３），工業力学（３），３年次までの数学

関連科目：数理科学Ⅰ（４年），応用数学Ⅰ・Ⅱ（４）

受講上のアドバイス：本科目は原子力コア人材育成関連科目である。
前期：３年生までの基本的な数学を修得していないと理解することが難しいので，折に触れて復習しておくこと。
後期：目的・理論・使用器具の部分を事前レポートとして準備して実験すること。
実験に支障が出るので，遅刻をしないこと。
授業開始25分以内であれば遅刻とし，遅刻3回で1欠課とする。

授業計画

		週	授業内容	週ごとの到達目標
前期
	1stQ
		1週	前期ガイダンス
		2週	２体系の重心	重心の理解
		3週	相対運動と換算質量，運動量保存則	相対運動と換算質量，運動量保存則の理解
		4週	衝突，角運動量	反発係数，角運動量の理解
		5週	角運動量保存則	角運動量保存則，重心の運動に対する相対運動の理解
		6週	回転運動	回転運動，偶力の理解
		7週	演習	演習による理解の深化
		8週	（前期中間試験）	60点以上のスコア
	2ndQ
		9週	前期中間試験の返却と解説，質点系の重心	見直し，質点系の重心の理解
		10週	剛体の重心，並進運動に関する運動方程式	剛体の重心，並進運動に関する運動方程式の理解
		11週	剛体の運動方程式	質点系の並進運動・回転運動，剛体の並進運動・回転運動に関する運動方程式の理解
		12週	剛体のつりあい，剛体の慣性モーメント１	剛体のつりあい，剛体の慣性モーメントの理解
		13週	剛体の慣性モーメント２，剛体に関する運動方程式の適用例	慣性モーメントの計算，剛体に関する運動方程式の適用の理解
		14週	演習	演習による理解の深化
		15週	（前期末試験）	60点以上のスコア
		16週	前期末試験の返却と解説	見直し
後期
	3rdQ
		1週	後期ガイダンス	実験の進め方，まとめ方，注意事項の理解
		2週	ずれ弾性率（以下の実験順は班により異なる）	実験実施
		3週	２球の衝突もしくは月ロケット	実験実施
		4週	音の振動数	実験実施
		5週	光の速度	実験実施
		6週	回折格子	実験実施
		7週	波動もしくは電場と電位	実験実施
		8週	（後期中間試験期間）レポート受付	未提出分のレポート提出
	4thQ
		9週	プランク定数	実験実施
		10週	再実験	未実施実験の実施
		11週	フランク・ヘルツの実験	実験実施
		12週	放射線計測	実験実施
		13週	γ線逆二乗テスト	実験実施
		14週	霧箱実験	実験実施
		15週	（後期末試験期間）レポート受付	未提出分のレポート提出
		16週	再実験	未実施実験の実施

評価割合

	試験	発表	相互評価	自己評価	課題	合計
総合評価割合	35	0	0	0	65	100
基礎的能力	20	0	0	0	35	55
専門的能力	15	0	0	0	30	45
分野横断的能力	0	0	0	0	0	0