到達目標
機械力学は、機械システムの振動を扱う科目であるので、機械系振動の種類を説明でき、自由振動や強制振動における運動方程式を求め、固有振動数を求めることができるようになることを目標とする。
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 |
| 振動の基礎知識 | 振動の種類および調和振動を説明できる。加速度、速度、変位の関係を説明できる | 振動の種類および調和振動を説明できる | 振動の種類および調和振動を説明できない。 |
| 不減衰系の自由振動 | 不減衰系の自由振動を運動方程式で表し、その系の運動を説明でき、固有振動数を求めることができる | 不減衰系の自由振動を運動方程式で表し、その系の運動を説明できる | 不減衰系の自由振動を運動方程式で表し、その系の運動を説明できない |
| 減衰系の自由振動 | 減衰系の自由振動を運動方程式で表し、その系の運動を説明でき、臨界減衰係数を求めることができる | 減衰系の自由振動を運動方程式で表し、その系の運動を説明できる | 減衰系の自由振動を運動方程式で表し、その系の運動を説明できない |
| 減衰系の強制振動 | 外力による減衰系の強制振動を運動方程式で表し、その系の運動を説明でき、強制振動の振幅を求めることができる | 外力による減衰系の強制振動を運動方程式で表し、その系の運動を説明できる | 外力による減衰系の強制振動を運動方程式で表し、その系の運動を説明できない。 |
学科の到達目標項目との関係
教育方法等
概要:
(1)本科目で、専門分野の知識・技術を活用して、ものやシステムを造る、あるいは運用管理する基礎能力を習得する。
(2)学習内容は、機械系の振動について自由振動や強制振動における運動方程式と固有振動数などを求めることである。
授業の進め方・方法:
講義中に説明を行い、その内容の理解を深めるために練習問題や課題を行う。
振動問題のシミュレーションを行うソフトを使用し、振動現象について理解を深める。
注意点:
（1）シラバスの項目・内容を確認して教科書で予習をしておくこと。
（2）小テストを実施するので、授業で学んだ後の復習を欠かさないこと。
（3）授業毎に課題の提出があるので必ず提出すること。
授業の属性・履修上の区分
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 |
1 機械振動とは |
1-（1） 調和振動を例に、振動の基本的な数学表現を説明できる。
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| 2週 |
2 動力学の基礎 |
2-（1） 振動系のモデル化を行う目的を説明できる。慣性モーメントを計算できる。
2-（2） 剛体の運動を表す運動方程式を記述できる。
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| 3週 |
3 １自由度の自由振動 |
3-（1） 非減衰１自由度系の自由運動について説明できる。
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| 4週 |
3 １自由度の自由振動 |
3-（2） 減衰１自由度系の自由運動について説明できる。
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| 5週 |
4 １自由度系の強制振動 |
4-（1） 調和外力による減衰系の強制振動の運動方程式を求めることができる
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| 6週 |
4 １自由度系の強制振動 |
4-（2） 調和変位による減衰系の強制振動の運動方程式を求めることができる。
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| 7週 |
前期中間試験答案返却・解説 |
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| 8週 |
5 シミュレーションソフトウェアによる演習 |
5-（1） シミュレーションソフトウエアを使用し、運動方程式を記述し、振動挙動の観察をすることができる。
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| 2ndQ |
| 9週 |
5 シミュレーションソフトウェアによる演習 |
5-（2） シミュレーションソフトウエアを使用し、二重振子について振動挙動の観察をすることができる。
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| 10週 |
5 シミュレーションソフトウェアによる演習 |
5-（3） シミュレーションソフトウエアを使用し、自動車について振動挙動の観察をすることができる。
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| 11週 |
5 シミュレーションソフトウェアによる演習 |
5-（4） シミュレーションソフトウエアを使用し、3自由度ねじり振動系について振動挙動の観察をすることができる。
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| 12週 |
6 運動方程式の立て方 |
6-（1） ニュートンとオイラーの方程式を用いた運動方程式の求め方について説明できる。
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| 13週 |
6 運動方程式の立て方 |
6-（2） ニュートンとオイラーの方程式を用いて1自由度問題や2自由度問題についてた運動方程式の求めることができる。
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| 14週 |
6 運動方程式の立て方 |
6-（3） ラグランジュ運動方程式について説明することができる。
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| 15週 |
6 運動方程式の立て方 |
6-（4） ラグランジュ方程式を用いて運動方程式を求めることができる。
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| 16週 |
前期末試験答案返却・解説 |
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評価割合
| 試験 | 小テスト | レポート・課題 | 態度 | ポートフォリオ | その他 | 合計 |
| 総合評価割合 | 50 | 0 | 50 | 0 | 0 | 0 | 100 |
| 基礎的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 専門的能力 | 50 | 0 | 50 | 0 | 0 | 0 | 100 |
| 分野横断的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |