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。
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週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
後期 |
3rdQ |
1週 |
力学の基礎 |
力学で用いる単位およびベクトル演算、微積分法を理解し計算できる。
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2週 |
力 |
力の基本原理および単位、様々な力に関して説明できる。
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3週 |
一点に働く力 |
複数の力が一点に作用する場合の力の合成および力の釣合式を立て、計算できる。
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4週 |
複数の点に働く力 |
剛体に力が働く場合の力と力のモーメントの合成、釣合を計算できる。
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5週 |
重心 |
平面図形、立体の重心位置を計算できる。
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6週 |
平面運動 |
質点の加速度、速度、変位の関係を理解し、様々な運動を計算できる。
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7週 |
円運動と曲線運動 |
質点の円運動を計算でき、曲線運動について極座標表現ができる。
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8週 |
前期中間試験 |
中間テスト
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4thQ |
9週 |
質点の運動 |
質点の運動を運動方程式から計算出来る。
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10週 |
仕事とエネルギー |
仕事とエネルギーの関係、動力を説明でき、エネルギー保存則を使用した計算ができる。
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11週 |
運動量と力積、衝突 |
力積と運動量の原理を理解し、各種衝突問題を計算できる。
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12週 |
質点系の運動 |
質点系について内力、外力の違い、全運動量、角運動量保存の法則を説明できる。単振動の計算ができる。
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13週 |
慣性モーメント |
様々な形状の慣性モーメントを計算できる。
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14週 |
剛体の運動 |
剛体の運動方程式を説明でき、回転エネルギーや運動の計算ができる。
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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 |
前期期末試験 |
期末テスト
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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 | 速度と加速度の概念を説明できる。 | 3 | 後6 |
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 | 後6 |
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 | 後6 |
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 | 後6 |
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 | 後6 |
平均の速度、平均の加速度を計算することができる。 | 3 | 後6 |
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 | 後6 |
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 | 後6 |
物体に作用する力を図示することができる。 | 3 | 後3 |
力の合成と分解をすることができる。 | 3 | 後3 |
重力、抗力、張力、圧力について説明できる。 | 3 | 後2 |
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 | 後2 |
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 | 後3 |
慣性の法則について説明できる。 | 3 | 後9 |
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 | 後9 |
運動方程式を用いた計算ができる。 | 3 | 後9 |
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 | 後9 |
運動の法則について説明できる。 | 3 | 後9 |
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2 |
最大摩擦力に関する計算ができる。 | 3 | 後2 |
動摩擦力に関する計算ができる。 | 3 | 後2 |
仕事と仕事率に関する計算ができる。 | 3 | 後10 |
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11 |
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11 |
運動量保存則を様々な物理量の計算に利用できる。 | 3 | 後11 |
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12 |
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12 |
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 | 後7 |
力のモーメントを求めることができる。 | 3 | 後4 |
角運動量を求めることができる。 | 3 | 後12 |
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12 |
剛体における力のつり合いに関する計算ができる。 | 3 | 後14 |
重心に関する計算ができる。 | 3 | 後5 |
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13 |
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14 |