到達目標
１．１，２年で学んだ力学の内容について、微分・積分を用いて定式化できることを知る。
２．運動方程式を解き、物体の運動を求めることができる。
３．力学的エネルギー保存を理解する。
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 | 複雑な力学の運動を求めることができる。 | 運動方程式を立て、解くことができる。 | 運動方程式を立てることができない。 |
| 評価項目2 | 力学的エネルギー保存則をさまざまな問題に対して用いることができる。 | 力学的エネルギー保存則を用いることができる。 | 力学的エネルギー保存則を用いることができない。 |
| 評価項目3 | さまざまな力学系に対して、運動量保存則を用いることができる。 | 基本的な力学系に対して、運動量保存則を用いることができる。 | 運動量保存則を立てることができない。 |
学科の到達目標項目との関係
教育方法等
概要:
１，２年で学んだ物理を基礎として，日常生活での物理現象で成り立つ物理法則を知り，その法則が微分積分を用いて定式化できることを学ぶ。特に力学における運動方程式の重要性を理解する。同時に，数学で学ぶ内容と前後して，微分，積分，ベクトルなどについても理解を深める。
授業の進め方・方法:
各学習項目の内容について順に解説し，関連する例題を解いて説明する。その後，演習問題を出し，各自がその問題の解答に取り組む。教科書の問題に関しては，学生に白板で解答をしてもらい，その解説を行う。内容によってはプリント問題を課したり，レポート課題を課したりする。
注意点:
オフィスアワー：毎月曜日放課後～17:00
授業計画
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週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
| 前期 |
| 1stQ |
| 1週 |
位置と位置ベクトル |
位置と位置ベクトルを知る。
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| 2週 |
スカラーとベクトルについて |
スカラーとベクトルについて知る。
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| 3週 |
速さと速度 |
速さと速度の定義と意味を知る。D1:1
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| 4週 |
速度と微分について |
速度を微分を用いて求めることができる。D1:1,2
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| 5週 |
加速度の大きさと加速度 |
加速度を微分を用いて求めることができる。D1:1,2
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| 6週 |
速度から位置を求める
積分について |
速度から位置を求めることができる。D1:1,2
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| 7週 |
加速度から速度と位置を求める |
加速度から速度と位置を求めることができる。D1:1,2
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| 8週 |
前期中間試験 |
前期中間試験
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| 2ndQ |
| 9週 |
運動の法則 |
運動の法則を知る。D1:1
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| 10週 |
運動方程式 |
運動方程式を知る。D1:1
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| 11週 |
いろいろな力と運動方程式 |
運動方程式を立てることができる。D1:1,2
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| 12週 |
物体の運動 |
運動方程式を解くことができる。D1:1,2
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| 13週 |
仕事とエネルギー |
仕事とエネルギーを求めることができる。D1:2
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| 14週 |
力学的エネルギー保存則 |
力学的エネルギー保存則を用いることができる。D1:1,2
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| 15週 |
前期末試験 |
前期末試験
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| 16週 |
試験返却と解答 |
試験返却と解答
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| 後期 |
| 3rdQ |
| 1週 |
質点系と重心 |
質点系の重心を求めることができる。D1:1
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| 2週 |
運動量 |
運動量を求めることができる。D1:1
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| 3週 |
運動量保存則 |
運動量保存則を用いることができる。D1:1,2
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| 4週 |
力のモーメント |
力のモーメントを用いることができる。D1:1,2
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| 5週 |
角運動量 |
角運動量を用いることができる。D1:2
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| 6週 |
回転の運動方程式 |
回転の運動方程式を立てることができる。D1:2
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| 7週 |
角運動量保存則 |
角運動量保存則を知る。D1:2
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| 8週 |
後期中間試験 |
後期中間試験
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| 4thQ |
| 9週 |
剛体の運動 |
剛体の運動を知る。剛体における力のつり合いに関する計算ができる。D1:2
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| 10週 |
固定軸周りの回転 |
重心に関する計算ができる。固定軸周りの回転を知る。D1:2
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| 11週 |
回転の運動方程式 |
回転の運動方程式を立てることができる。D1:2
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| 12週 |
慣性モーメント |
慣性モーメントを知る。D1:1
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| 13週 |
慣性モーメントの計算 |
慣性モーメントを求めることができる。D1:2
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| 14週 |
自由な運動 |
自由な運動について知る。D1:2
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| 15週 |
後期末試験 |
後期末試験
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| 16週 |
試験返却と解答 |
試験返却と解答
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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 | 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 | 前1,前2,前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 | 前4,前5,前6,前7 |
| 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12 |
| 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5 |
| 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,後7 |
| 剛体における力のつり合いに関する計算ができる。 | 3 | 後9 |
| 重心に関する計算ができる。 | 3 | 後10 |
| 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12,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11,後14 |
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 | 80 | 0 | 0 | 0 | 20 | 0 | 100 |
| 基礎的能力 | 80 | 0 | 0 | 0 | 20 | 0 | 100 |
| 専門的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 分野横断的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |