応用物理２

科目基礎情報

学校	阿南工業高等専門学校	開講年度	平成26年度 (2014年度)
授業科目	応用物理２
科目番号	0035	科目区分	専門 / 選択
授業形態	授業	単位の種別と単位数	学修単位: 2
開設学科	電気電子工学科（平成25年度以前入学生）	対象学年	4
開設期	後期	週時間数	2
教科書/教材	Wssential　物理学（サイエンス社）/物理学三訂版（裳華房）
担当教員	吉田 岳人

到達目標

1．代数・解析的手法を用いた、位置、速度、加速度の記述とこれら相互の変換を計算できる。
2．質点に関する問題を、代数・解析手法を用い定式化し、解析解・数値解を導き、結果の意味を物理的に吟味できる。
3．質点系に関する問題を、代数・解析手法を用い定式化し、解析解・数値解を導き、結果の意味を物理的に吟味できる。
4．剛体に関する問題を、代数・解析手法を用い定式化し、解析解・数値解を導き、結果の意味を物理的に吟味できる。

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	代数・解析的手法を用いた、位置、速度、加速度の記述とこれら相互の変換を計算できる。	代数・解析的手法を用いた、位置、速度、加速度の記述とこれら相互の変換を概ね計算できる。	代数・解析的手法を用いた、位置、速度、加速度の記述とこれら相互の変換を計算することができない。
評価項目2	質点に関する問題を、代数・解析手法を用い定式化し、解析解・数値解を導き、結果の意味を物理的に吟味できる。	質点に関する問題を、代数・解析手法を用い定式化し、解析解・数値解を導くことができる。	質点に関する問題を、代数・解析手法を用い定式化し、解析解・数値解を導くことができない。
評価項目3	質点系に関する問題を、代数・解析手法を用い定式化し、解析解・数値解を導き、結果の意味を物理的に吟味できる。	質点系に関する問題を、代数・解析手法を用い定式化し、解析解・数値解を導くことができる。	質点系に関する問題を、代数・解析手法を用い定式化し、解析解・数値解を導くことができない。
評価項目4	剛体に関する問題を、代数・解析手法を用い定式化し、解析解・数値解を導き、結果の意味を物理的に吟味できる。	剛体に関する問題を、代数・解析手法を用い定式化し、解析解・数値解を導くことができる。	剛体に関する問題を、代数・解析手法を用い定式化し、解析解・数値解を導くことができない。

教育方法等

概要:

　本講義は、自然科学の基本となる古典物理学の中でも、最も早く確立した力学について、質点・質点系・剛体を対象とし、数学的手段を強化して一貫した論理体系として把握する。演習問題を多く取り入れることで問題解決能力を養い、工学分野への応用能力を身につける。

授業の進め方・方法:

注意点:

　3年生までの数学と「応用物理1」までに学んだ物理の内容を前提として活用するので、これらの内容をしっかり復習しておくこと。また授業各回毎に出された課題の実施を含む自学自習が不可欠である。授業時間内に自学自習課題の解説を十分に行うことは不可能なので、疑問点があれば質問にくること。質問にあたっては、先ず自分で調べ考えてみて、何が理解できなかったのかをはっきりさせてから質問にくること。

授業計画

		週	授業内容	週ごとの到達目標
後期
	3rdQ
		1週	運動学	ベクトルに関する基本法則に基づく計算ができる 位置座標、速度、加速度を解析的に記述できる
		2週	運動学	ベクトルに関する基本法則に基づく計算ができる 位置座標、速度、加速度を解析的に記述できる
		3週	質点の力学	力を数学的に表現できる 運動の法則を理解し運動方程式を代数もしくは解析的に解くことができる 等加速度運動：一様な重力場での運動を解析的に解くことができる 変化する加速度運動：単振動、単振り子について解析的に表現できる 仕事と運動エネルギー、ポテンシャルエネルギーと力の関係を導ける 力学的エネルギー保存則を解し、問題解決に適用できる
		4週	質点の力学	力を数学的に表現できる 運動の法則を理解し運動方程式を代数もしくは解析的に解くことができる 等加速度運動：一様な重力場での運動を解析的に解くことができる 変化する加速度運動：単振動、単振り子について解析的に表現できる 仕事と運動エネルギー、ポテンシャルエネルギーと力の関係を導ける 力学的エネルギー保存則を解し、問題解決に適用できる
		5週	質点の力学	力を数学的に表現できる 運動の法則を理解し運動方程式を代数もしくは解析的に解くことができる 等加速度運動：一様な重力場での運動を解析的に解くことができる 変化する加速度運動：単振動、単振り子について解析的に表現できる 仕事と運動エネルギー、ポテンシャルエネルギーと力の関係を導ける 力学的エネルギー保存則を解し、問題解決に適用できる
		6週	質点の力学	力を数学的に表現できる 運動の法則を理解し運動方程式を代数もしくは解析的に解くことができる 等加速度運動：一様な重力場での運動を解析的に解くことができる 変化する加速度運動：単振動、単振り子について解析的に表現できる 仕事と運動エネルギー、ポテンシャルエネルギーと力の関係を導ける 力学的エネルギー保存則を解し、問題解決に適用できる
		7週	質点の力学	力を数学的に表現できる 運動の法則を理解し運動方程式を代数もしくは解析的に解くことができる 等加速度運動：一様な重力場での運動を解析的に解くことができる 変化する加速度運動：単振動、単振り子について解析的に表現できる 仕事と運動エネルギー、ポテンシャルエネルギーと力の関係を導ける 力学的エネルギー保存則を解し、問題解決に適用できる
		8週	質点の力学	力を数学的に表現できる 運動の法則を理解し運動方程式を代数もしくは解析的に解くことができる 等加速度運動：一様な重力場での運動を解析的に解くことができる 変化する加速度運動：単振動、単振り子について解析的に表現できる 仕事と運動エネルギー、ポテンシャルエネルギーと力の関係を導ける 力学的エネルギー保存則を解し、問題解決に適用できる
	4thQ
		9週	【中間試験】
		10週	質点系の力学	質点の運動量と力積の関係を計算できる 質点系の運動方程式と運動量保存則を解し解析的計算ができる 質点の角運動量とトルク方程式を解し解析的計算ができる 質点系・剛体の角運動量を解し解析的計算ができる 質点系・剛体のトルク方程式と角運動量保存則を解し解析的計算ができる
		11週	質点系の力学	質点の運動量と力積の関係を計算できる 質点系の運動方程式と運動量保存則を解し解析的計算ができる 質点の角運動量とトルク方程式を解し解析的計算ができる 質点系・剛体の角運動量を解し解析的計算ができる 質点系・剛体のトルク方程式と角運動量保存則を解し解析的計算ができる
		12週	質点系の力学	質点の運動量と力積の関係を計算できる 質点系の運動方程式と運動量保存則を解し解析的計算ができる 質点の角運動量とトルク方程式を解し解析的計算ができる 質点系・剛体の角運動量を解し解析的計算ができる 質点系・剛体のトルク方程式と角運動量保存則を解し解析的計算ができる
		13週	質点系の力学	質点の運動量と力積の関係を計算できる 質点系の運動方程式と運動量保存則を解し解析的計算ができる 質点の角運動量とトルク方程式を解し解析的計算ができる 質点系・剛体の角運動量を解し解析的計算ができる 質点系・剛体のトルク方程式と角運動量保存則を解し解析的計算ができる
		14週	剛体の力学	剛体の釣合と運動の問題を解くことができる 固定軸を持つ剛体の運動を解し解析的計算ができる 慣性モーメントを対象性によい図形において計算できる 剛体の平面運動の運動方程式を立て解析的に解くことができる
		15週	剛体の力学	剛体の釣合と運動の問題を解くことができる 固定軸を持つ剛体の運動を解し解析的計算ができる 慣性モーメントを対象性によい図形において計算できる 剛体の平面運動の運動方程式を立て解析的に解くことができる
		16週	【期末試験】

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	70	0	0	0	30	0	100
基礎的能力	20	0	0	0	10	0	30
専門的能力	30	0	0	0	10	0	40
分野横断的能力	20	0	0	0	10	0	30