工業力学

科目基礎情報

学校 大島商船高等専門学校 開講年度 令和05年度 (2023年度)
授業科目 工業力学
科目番号 0051 科目区分 専門 / 必修
授業形態 授業 単位の種別と単位数 履修単位: 2
開設学科 商船学科 対象学年 3
開設期 通年 週時間数 2
教科書/教材 上月陽一他「工業力学」共立出版
補助教材:商船高専キャリア教育研究会「マリタイムカレッジシリーズ 船に学ぶ基礎力学」海文堂
担当教員 渡邊 武

到達目標

1.力の合成、分解、モーメントの計算ができ、力の釣合を考える静力学を理解する。
2.ニュートンの運動法則を理解し、質点および剛体の運動方程式を立てることができる。
3.運動量と力積の原理から衝突問題を解析することができる。また、仕事およびエネルギーの原理から平面運動を解析することができる。
4.振動系において、固有振動数、共振、振動モードについて説明できる。

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未到達レベルの目安
到達目標1複数(3つ以上)の働く力を合成、分解し、力とモーメントの釣合式を計算できる。2力の力の合成、分解ができ、力の釣合式を立てることができる。釣合式を立てることができない。
到達目標2質点および剛体の運動方程式、角運動方程式を計算できる。質点の運動方程式を計算できる。運動方程式を利用した運動の計算ができない。
到達目標3運動量と力積の関係、仕事およびエネルギーの関係などを理解し、物体の運動を計算できる。運動量と力積の関係、仕事およびエネルギーを計算できる。運動量と力積の関係、仕事およびエネルギーを計算できない。
到達目標4振動について、運動方程式から固有振動数、共振、振動モードについて説明できる。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。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ない。

学科の到達目標項目との関係

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教育方法等

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。

授業の属性・履修上の区分

アクティブラーニング
ICT 利用
遠隔授業対応
実務経験のある教員による授業

授業計画

授業内容 週ごとの到達目標
前期
1stQ
1週 力の基本原理 力の種類、ニュートンの運動の3つの法則を理解できる。
2週 力の表し方と合成分解 力の表し方、合成分解ができる。
3週 物体間に働く力 接触している物体間に働く力を説明できる。
4週 力のモーメント モーメントの定義を理解し、計算できる。
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。
6週 重心と図心 分布力を説明できる。
7週 重心と図心 種々の図形の重心を計算できる。
8週 前期中間試験 中間テスト
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。
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。
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。
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。
13週 物体の運動と作用する力 運動方程式、ダランベールの原理を理解できる。
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。
15週 統括 これまでの内容を統括し説明できる。
16週 前期期末試験 期末テスト
後期
3rdQ
1週 振動 1、2自由度の振動系を計算できえる。振動系の固有振動数、共振、振動モードを説明できる。
2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。
3週 剛体の運動(慣性モーメント) 平行軸、直交軸の定理を説明できる。
4週 剛体の回転運動 角運動方程式を理解し、計算できる。
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。
6週 剛体の回転振動 剛体の回転振動を計算できる。
7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。
8週 後期中間試験 中間テスト
4thQ
9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。
10週 仕事 物体に働く力のなす仕事を計算できる。
11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。
12週 動力 物体の動力(仕事率)を計算できる。
13週 摩擦 静・動摩擦理解し、計算できる。
14週 摩擦 摩擦角について理解し、計算できる。
15週 統括 これまでの内容を統括し説明できる。
16週 学年末試験 学年末テスト

評価割合

試験レポート合計
総合評価割合6040100
基礎的能力000
専門的能力6040100
分野横断的能力000