力学基礎(留学生補習)

科目基礎情報

学校 大島商船高等専門学校 開講年度 令和04年度 (2022年度)
授業科目 力学基礎(留学生補習)
科目番号 0072 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: 1
開設学科 商船学科 対象学年 3
開設期 前期 週時間数 2
教科書/教材 [教科書] 自作プリント / [教材]「工業高校性のための基礎数学」実教出版
担当教員 開講しない

到達目標

(1)物体に作用する力、物体の運動、運動と仕事の関係、機械の振動現象などを説明できる。
(2)流体の性質、静止状態および運動状態での力学、流体が物体に及ぼす力などについて説明できる。
(3)熱の基本法則、熱的諸量の求め方、伝熱現象など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
評価項目1物体に作用する力、物体の運動、運動と仕事の関係、機械の振動現象などを説明できる。物体に作用する力、物体の運動、運動と仕事の関係、機械の振動現象などを理解できる。物体に作用する力、物体の運動、運動と仕事の関係、機械の振動現象などを理解できない。
評価項目2流体の性質、静止状態および運動状態での力学、流体が物体に及ぼす力などについて説明できる。流体の性質、静止状態および運動状態での力学、流体が物体に及ぼす力などについて理解できる。流体の性質、静止状態および運動状態での力学、流体が物体に及ぼす力などについて理解できない。
評価項目3熱の基本法則、熱的諸量の求め方、伝熱現象などについて説明できる。熱の基本法則、熱的諸量の求め方、伝熱現象などについて理解できる。熱の基本法則、熱的諸量の求め方、伝熱現象などについて理解できない。

学科の到達目標項目との関係

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教育方法等

概要:
(1)一般力学の基礎(力と運動、仕事と動力)について学ぶ。
(2)流体力学の基礎(基本的性質、圧力、管路の流れ、流体のエネルギー)について学ぶ。
(3)熱力学の基礎(温度と熱量、熱と仕事)について学ぶ。
(4)物理現象の船舶機器や船舶運航への応用にについて学ぶ。
(5)海技士試験問題の中の3力学に関係する問題にについて学ぶ。
授業の進め方・方法:
講義を中心とする。
ポートフォリオに「課題」「レポート」等を含む。
注意点:
関数電卓を持参すること。

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 力学の導入 物理量と単位について理解する。単位換算ができる。
2週 力の表し方(1) 力は、大きさ、向き、作用する点によって表されることを理解できる。
3週 力の表し方(2) 一点に作用する力の合成と分解を図で表現でき、合力と分力を計算できる。
4週 力のモーメントと偶力(1) 力のモーメントの意味を理解し、計算できる。
5週 力のモーメントと偶力(2) 偶力の意味を理解し、偶力のモーメントを計算できる。
6週 速度と加速度(1) 速度の意味を理解し、等速直線運動における時間と距離の関係を説明できる。
7週 速度と加速度(2) 加速度の意味を理解し、等加速度運動における時間と速度・距離の関係を説明できる
8週 前期中間試験
2ndQ
9週 力と運動の法則(1) 運動の第一法則(慣性の法則)を説明できる。
10週 力と運動の法則(2) 運動の第二法則を説明でき、力、質量および加速度の関係を運動方程式で表すことが
11週 力と運動の法則(3) 運動の第三法則(作用反作用の法則)を説明できる。
12週 回転運動(1) 周速度、角速度、回転速度の意味を理解し、計算できる。
13週 回転運動(2) 向心加速度、向心力、遠心力の意味を理解し、計算できる。
14週 仕事(1) 仕事の意味を理解し、計算できる。
15週 仕事(2) てこ、滑車、斜面などを用いる場合の仕事を説明できる。
16週 前期末試験

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速度と加速度の概念を説明できる。3
直線および平面運動において、2物体の相対速度、合成速度を求めることができる。3
等加速度直線運動の公式を用いて、物体の座標、時間、速度に関する計算ができる。3
平面内を移動する質点の運動を位置ベクトルの変化として扱うことができる。3
物体の変位、速度、加速度を微分・積分を用いて相互に計算することができる。3
平均の速度、平均の加速度を計算することができる。3
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
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
物体に作用する力を図示することができる。3
力の合成と分解をすることができる。3
重力、抗力、張力、圧力について説明できる。3
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
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
慣性の法則について説明できる。3
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
運動方程式を用いた計算ができる。3
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
運動の法則について説明できる。3
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
最大摩擦力に関する計算ができる。3
動摩擦力に関する計算ができる。3
仕事と仕事率に関する計算ができる。3
物体の運動エネルギーに関する計算ができる。3
重力による位置エネルギーに関する計算ができる。3
弾性力による位置エネルギーに関する計算ができる。3
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
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
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
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
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
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
原子や分子の熱運動と絶対温度との関連について説明できる。3
時間の推移とともに、熱の移動によって熱平衡状態に達することを説明できる。3
物体の熱容量と比熱を用いた計算ができる。3
熱量の保存則を表す式を立て、熱容量や比熱を求めることができる。3
動摩擦力がする仕事は、一般に熱となることを説明できる。3
ボイル・シャルルの法則や理想気体の状態方程式を用いて、気体の圧力、温度、体積に関する計算ができる。3
気体の内部エネルギーについて説明できる。3
熱力学第一法則と定積変化・定圧変化・等温変化・断熱変化について説明できる。3
エネルギーには多くの形態があり互いに変換できることを具体例を挙げて説明できる。3
不可逆変化について理解し、具体例を挙げることができる。3
熱機関の熱効率に関する計算ができる。3

評価割合

試験発表相互評価態度ポートフォリオその他合計
総合評価割合700010200100
基礎的能力0000000
専門的能力70010200100
分野横断的能力0000000