概要:
材料力学、流体力学、熱力学などの機械工学を理解する上で必要不可欠である力学の基礎的事項を習得することを目的とする。
授業の進め方・方法:
板書による講義を中心とする。シラバスに書いてある内容に関して事前に予習すること。また、講義で説明した内容および演習問題に関して十分な復習を行い、理解をすること。
注意点:
受講する上で数学および物理を復習すること。電卓を持ってくること。
(変更9/15)前期中間試験をレポートに変更したため、そのレポートにより前期中間試験の評価を行う。
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週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
前期 |
1stQ |
1週 |
力学の基礎 |
力学で用いる単位およびベクトル演算を理解し計算できる。
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2週 |
力 |
力の表し方、合成分解ができる。
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3週 |
力のモーメント |
力のモーメント、偶力、合成について説明できる。
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4週 |
力の釣合 |
力の釣合式を計算できる。
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5週 |
力と力のモーメントの釣合 |
力と力のモーメントの釣合を計算できる。
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6週 |
重心 |
単純形状の重心に関して計算できる。
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7週 |
重心 |
結合体や穴が空いている場合の重心を計算できる。
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8週 |
前期中間試験 |
中間テスト
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2ndQ |
9週 |
直線運動 |
一次元における物体の加速度、速度、変位の関係を説明できる。
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10週 |
直線運動 |
物体の落下運動、鉛直投げ上げ運動、等加速度運動を計算できる。
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11週 |
平面運動 |
二次元における物体の加速度、速度、変位の関係を説明できる。
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12週 |
平面運動 |
水平投射、放物線運動、円運動について計算できる。
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13週 |
質点の運動 |
運動方程式について理解し、計算できる。
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14週 |
質点の円運動 |
角運動方程式、向心力と遠心力について理解し、計算できる。
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15週 |
統括 |
これまでの内容を統括し説明できる。
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16週 |
前期期末試験 |
期末テスト
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後期 |
3rdQ |
1週 |
質点系の運動 |
質点系の運動について説明ができる。
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2週 |
剛体の運動(慣性モーメント) |
慣性モーメントを説明できる。
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3週 |
剛体の運動(慣性モーメント) |
種々の図形の慣性モーメントを計算できる。
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4週 |
剛体の回転運動 |
角運動方程式を理解し、計算できる。
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5週 |
剛体の平面運動 |
運動方程式、角運動方程式を用いて剛体の運動を計算できる。
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6週 |
力積と運動量 |
力積と運動量の原理を理解し、説明できる。
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7週 |
質点の衝突 |
力積と運動量から物体の衝突について説明し、計算できる。
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8週 |
後期中間試験 |
中間テスト
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4thQ |
9週 |
仕事 |
物体に働く力のなす仕事、動力について理解し、計算できる。
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10週 |
エネルギー |
物体のもつ各種エネルギーを理解し、計算できる。
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11週 |
摩擦 |
静・動摩擦理解し、計算できる。
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12週 |
摩擦 |
摩擦角について理解し、計算できる。
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13週 |
物体の振動 |
振動について固有振動数、共振、振動モードについて説明できる。
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14週 |
物体の振動 |
剛体振り子や単振動の計算ができる。
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15週 |
統括 |
これまでの内容を統括し説明できる。
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16週 |
学年末試験 |
学年末テスト
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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 | 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9,前10 |
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11,前12 |
物体に作用する力を図示することができる。 | 3 | 前2 |
力の合成と分解をすることができる。 | 3 | 前2 |
重力、抗力、張力、圧力について説明できる。 | 3 | 前13 |
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13 |
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4,前5 |
慣性の法則について説明できる。 | 3 | 前13 |
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 | 前13 |
運動方程式を用いた計算ができる。 | 3 | 前13 |
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 | 前13 |
運動の法則について説明できる。 | 3 | 前13 |
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 | 後11,後12 |
最大摩擦力に関する計算ができる。 | 3 | 後11,後12 |
動摩擦力に関する計算ができる。 | 3 | 後11,後12 |
仕事と仕事率に関する計算ができる。 | 3 | 後9 |
物体の運動エネルギーに関する計算ができる。 | 3 | 後10 |
重力による位置エネルギーに関する計算ができる。 | 3 | 後10 |
弾性力による位置エネルギーに関する計算ができる。 | 3 | 後10 |
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 | 後10 |
物体の質量と速度から運動量を求めることができる。 | 3 | 後6,後7 |
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 | 後6,後7 |
運動量保存則を様々な物理量の計算に利用できる。 | 3 | 後6,後7 |
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。 | 3 | 後13,後14 |
単振動における変位、速度、加速度、力の関係を説明できる。 | 3 | 後13,後14 |
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。 | 3 | 前12 |
力のモーメントを求めることができる。 | 3 | 前3 |
角運動量を求めることができる。 | 3 | 後6 |
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 | 後6 |
剛体における力のつり合いに関する計算ができる。 | 3 | 後4,後5 |
重心に関する計算ができる。 | 3 | 前6,前7 |
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 | 後2,後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 | 後4,後5 |
専門的能力 | 分野別の専門工学 | 商船系分野(機関) | 材料力学 | 等速度運動及び等加速度運動問題を認識し、計算できる。 | 4 | 前9,前10,前11,前12 |
ニュートンの第二法則を用いて、基本的な1、2自由度系の運動方程式を立てることができる。 | 4 | 後13,後14 |
振動系についての、固有円振動数、共振、振動モードについて認識している。 | 4 | 後13,後14 |