到達目標
物理学の基礎となる力学の重要な概念、法則、現象について、基礎知識を習得し、物理で学んだ現象を、ベクトル、微分積分を用いて記述することができ、論理的思考力を身につけることを目的とする。
1. 速度、加速度、力のつり合いを説明できる。
2. 各種運動、仕事、エネルギーを説明できる。
3. 運動方程式を各種運動に適用できる。
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 | 最低限の到達レベルの目安(可) | 未到達レベルの目安 |
速度、加速度、力のつり合いを説明できる。 | 位置ベクトルを時間で微分し、速度や加速度を求めることができ、力の合成、分解ができる。 | 位置、速度、加速度の関係を説明でき、力のつり合い、作用・反作用を説明できる。 | 速度、加速度、力のつり合いを説明できる。 | 速度、加速度、力のつり合いを説明できない。 |
各種運動、仕事、エネルギーを説明できる。 | 力学的エネルギー保存則を説明でき、保存力と位置エネルギーについて説明できる。 | 二つ以上の運動を説明でき、仕事と運動エネルギー、位置エネルギーの関係を説明できる。 | 一つの運動、仕事、エネルギーを説明できる。 | 運動、仕事、エネルギーを説明できない。 |
運動方程式を各種運動に適用できる。 | 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。 | 二つ以上の運動に、運動方程式を適用できる。 | 運動方程式を一つの運動に適用できる。 | 運動方程式を運動に適用できない。 |
学科の到達目標項目との関係
教育方法等
概要:
第2学期開講
応用物理で学ぶ「力学」は、自然科学の中で最も基礎的な学問で、また、工学におけるいろいろな分野の基礎になっている学問です。
授業の進め方・方法:
教科書の各単元を例題とともに説明した上で、演習問題を解いてもらいます。その理解度を小テストで確認します。
注意点:
物理Ⅰ、Ⅱでは、公式を覚えて問題を解いていたと思いますが、応用物理では、公式を丸暗記するのではなく、導き出し方を理解してください。
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 |
ガイダンス はじめに |
・シラバスから学習の意義、授業の進め方、評価方法を理解し、自学自習に活用できる。 ・座標系、ベクトルとスカラー、単位、微分積分を説明できる。
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2週 |
力 |
・力、合力、分力を説明でき、図示できる。
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3週 |
力のつり合い |
・力のつり合い、垂直抗力、摩擦力を説明でき、力のつり合いの式を立てることができる。
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4週 |
変位、速度、加速度 |
・変位、速度、加速度、等速直線運動を説明できる。
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5週 |
等加速度直線運動 |
・等加速度直線運動、自由落下運動、鉛直投げ上げ運動を説明できる。
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6週 |
運動の法則 |
・慣性の法則、運動の法則、作用・反作用の法則を説明できる。
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7週 |
運動方程式 |
・各種運動の運動方程式を立てることができる。
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8週 |
中間試験 |
・試験問題を解くことができる。
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2ndQ |
9週 |
等速円運動 |
・等速円運動を説明できる。
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10週 |
放物運動 |
・放物運動、雨滴の落下を説明できる。
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11週 |
単振動 |
・単振動、単振り子を説明できる。
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12週 |
仕事 |
・仕事、仕事率を説明できる。
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13週 |
運動エネルギーと位置エネルギー |
・運動エネルギー、位置エネルギーを説明できる。
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14週 |
力学的エネルギー保存則 |
・力学的エネルギー保存則を説明できる。
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15週 |
期末試験 |
・試験問題を解くことができる。
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16週 |
まとめ |
・試験問題の解説を通じて間違った箇所を理解できる。
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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 | 数学 | 数学 | 数学 | 不定形を含むいろいろな数列の極限を求めることができる。 | 3 | |
無限等比級数等の簡単な級数の収束・発散を調べ、その和を求めることができる。 | 3 | |
簡単な1変数関数の局所的な1次近似式を求めることができる。 | 3 | |
1変数関数のテイラー展開を理解し、基本的な関数のマクローリン展開を求めることができる。 | 3 | |
オイラーの公式を用いて、複素数変数の指数関数の簡単な計算ができる。 | 3 | |
評価割合
| 中間試験 | 期末試験 | レポート | 小テスト | 合計 |
総合評価割合 | 35 | 35 | 10 | 20 | 100 |
知識の基本的な理解【知識・記憶、理解レベル】 | 25 | 25 | 10 | 10 | 70 |
思考・推論・創造への適用力【適用、分析レベル】 | 10 | 10 | 0 | 10 | 30 |