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. 運動量保存則を説明できる。
2. 角運動量保存則を説明できる。
3. 質点の運動、剛体の運動を説明できる。
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 |
運動量保存則を説明できる。 | 各種運動の運動量保存の式を全て立てることができる。 | 一つの運動の運動量保存則の式を立てることができる。 | 運動量保存則を説明できる。 | 運動量保存則を説明できない。 |
角運動量保存則を説明できる。 | 各種運動の角運動量保存の式を全て立てることができる。 | 一つの運動の角運動量保存則の式を立てることができ、質点の回転運動を説明できる。 | 各種運動の角運動量保存の式を全て立てることができる。 | 角運動量保存則を説明できない。 |
質点の運動、剛体の運動を説明できる。 | 剛体の慣性モーメントを求めることができ、剛体の平面運動問題を解くことができる。 | 質点の運動と剛体の運動の違いを説明でき、剛体の回転運動を説明できる。 | 質点の運動、剛体の運動を説明できる。 | 質点の運動、剛体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:
第4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 |
後期 |
3rdQ |
1週 |
ガイダンス |
・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。
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2週 |
運動量、力積 |
・運動量、力積について説明できる。
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3週 |
運動量保存則 |
・運動量保存則を説明でき、運動量保存の式を立てることができる。
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4週 |
弾性衝突、非弾性衝突 |
・弾性衝突、非弾性衝突について説明できる。
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5週 |
慣性力 |
・慣性力を説明できる。
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6週 |
質点の回転運動 |
・質点の回転運動を説明できる。
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7週 |
角運動量保存則 |
・角運動量保存則を説明でき、角運動量保存の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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4thQ |
9週 |
万有引力の法則 |
・万有引力の法則を説明できる。
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10週 |
剛体のつり合い |
・剛体のつり合いを説明できる。
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11週 |
剛体の重心 |
・剛体の重心を説明できる。
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12週 |
剛体の回転運動 |
・剛体の回転運動を説明できる。
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13週 |
慣性モーメント |
・慣性モーメントを説明できる。
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14週 |
剛体の平面運動 |
・剛体の平面運動を説明でき、回転運動方程式を立てることができる。
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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 | 自然科学 | 物理 | 力学 | 物体の質量と速度から運動量を求めることができる。 | 3 | |
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。 | 3 | |
運動量保存則を様々な物理量の計算に利用できる。 | 3 | |
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. | 3 | |
万有引力による位置エネルギーに関する計算ができる。 | 3 | |
力のモーメントを求めることができる。 | 3 | |
角運動量を求めることができる。 | 3 | |
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。 | 3 | |
剛体における力のつり合いに関する計算ができる。 | 3 | |
重心に関する計算ができる。 | 3 | |
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。 | 3 | |
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。 | 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 |