物理2

科目基礎情報

学校 新居浜工業高等専門学校 開講年度 令和03年度 (2021年度)
授業科目 物理2
科目番号 102420 科目区分 一般 / 必修
授業形態 講義 単位の種別と単位数 履修単位: 3
開設学科 機械工学科 対象学年 2
開設期 通年 週時間数 前期:2 後期:4
教科書/教材 高専テキストシリーズ 物理上 力学・波動  潮 秀樹 他 森北出版高専テキストシリーズ 物理下 熱・電磁気・原子  潮 秀樹 他 森北出版
担当教員 朝日 太郎,山下 慎司

到達目標

1. ベクトルの合成・分解ができ、平面(2次元)上の力のつりあいや運動を理解する。
2. 等速円運動を理解する。
3. 圧力、水圧、浮力を理解する。
4. 剛体のつり合いを理解する。
5. 熱力学の基本的な性質を理解する。
6. 波の基本的な性質を理解する。

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ベクトルの合成および分解ができ、斜面上の物体の運動や斜方投射はどの応用問題を解くことができる。ベクトルの合成および分解ができる。ベクトルの合成や分解ができない。
評価項目2回転運動についての基礎知識を具体的な問題に応用して必要な物理量を算出できる。等速円運動について、基礎的な物理量を算出できる。等速円運動について、基礎的な物理量を計算できない。
評価項目3パスカルの原理やアルキメデスの原理について説明でき、応用問題を解くことができる。圧力や浮力の計算ができる。圧力や浮力の計算ができない。
評価項目4力のモーメントの計算、および、剛体のつり合いに関する計算ができる。力のモーメントの計算ができる。力のモーメントの計算ができる。
評価項目5熱量保存の法則に基づいた応用問題を解くことができる。熱量に関する基礎的な計算ができる。熱量に関する基礎的な計算ができない。
評価項目6理想気体の状態方程式、熱力学の法則を用いて応用問題を解くことができる。理想気体の状態方程式を用いた基礎的な計算ができる。理想気体の状態方程式を用いた基礎的な計算ができない。
評価項目7波動に関する応用問題について、波の式を利用して必要な物理量を算出できる。波の基本的性質と波で起こる現象について説明でき、基礎的物理量の計算ができる。波の基本的性質の理解が十分でなく、基礎的な物理量を計算できない。

学科の到達目標項目との関係

工学基礎知識 (A) 説明 閉じる

教育方法等

概要:
前期は、物理1で学習した力学に関する種々の法則を平面(2次元)上に拡張し、ベクトルを用いた運動の記述を学ぶ。円運動や慣性力も学ぶ。
後期はまず浮力や剛体の基礎を学び、その後、中間試験まで熱力学について学ぶ。後期中間以降は波の基本的な性質を学ぶ。
授業の進め方・方法:
基本的に講義形式だが、積極的に演習を行う。
注意点:
物理 2 は専門基礎科目であるため、卒業までに必ず単位を修得しなければならない。
単位を修得せずに進級した場合は、単位追認試験に合格する必要がある。
欠課超過の場合は進級できない。

本科目の区分

本科目は「専門基礎科目」である。Webシラバスでは科目区分が「一般 / 必修」となっているが、それとは異なる。

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 ベクトルの導入、速度と速度の合成 1
2週 合成速度の演習、相対速度 1
3週 水平投射と斜方投射 1
4週 力の合成と分解、平面上の力のつり合い 1
5週 斜面上の運動方程式 1
6週 まとめの演習 1
7週 前期中間試験 1
8週 試験返却、平面上の運動量と運動量保存の法則 1
2ndQ
9週 円運動に関する物理量: 回転角、角速度、周期、回転数、速度、加速度 1,2
10週 向心力と運動方程式 1,2
11週 さまざまな円運動 1,2
12週 慣性力 1,2
13週 万有引力と円運動 1,2
14週 まとめの演習 1,2
15週 前期末試験 1,2
16週 試験返却、 圧力、大気圧, 水圧 3
後期
3rdQ
1週 浮力 / 剛体と力のモーメント 3,4
2週 剛体のつり合い 1 / 剛体のつり合い 2 4
3週 比熱と熱容量、熱量保存の法則 / 融解熱、蒸発熱 5
4週 ボイル・シャルルの法則と状態方程式 / 気体の分子運動論 5
5週 気体と仕事、熱力学第1法則 / 気体の状態変化 5
6週 熱機関と熱効率 1 / 熱機関と熱効率 2 5
7週 まとめの演習 1 / まとめの演習 2 3,4,5
8週 後期中間試験 3,4,5
4thQ
9週 試験返却、単振動の基礎 / 単振動と復元力 6
10週 単振動の演習 1 / 単振動の演習 2 6
11週 波の基本要素と波のグラフ / 正弦波の式の基礎 6
12週 正弦波の式を用いた演習 / 縦波と横波 6
13週 重ね合わせの原理と定常波 / 波の反射と定常波 6
14週 波の干渉 / 波の反射と屈折 6
15週 まとめの演習 1 / まとめの演習 2 6
16週 学年末試験 6

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
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
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
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
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
万有引力の法則から物体間にはたらく万有引力を求めることができる.3
力のモーメントを求めることができる。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
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
波動波の振幅、波長、周期、振動数、速さについて説明できる。3
横波と縦波の違いについて説明できる。3
波の重ね合わせの原理について説明できる。3
波の独立性について説明できる。3
2つの波が干渉するとき、互いに強めあう条件と弱めあう条件について計算できる。3
定常波の特徴(節、腹の振動のようすなど)を説明できる。3
ホイヘンスの原理について説明できる。3
波の反射の法則、屈折の法則、および回折について説明できる。3
物理実験物理実験測定機器などの取り扱い方を理解し、基本的な操作を行うことができる。3
安全を確保して、実験を行うことができる。3
熱に関する分野に関する実験に基づき、代表的な物理現象を説明できる。3
波に関する分野に関する実験に基づき、代表的な物理現象を説明できる。3

評価割合

試験課題と小テスト相互評価態度ポートフォリオその他合計
総合評価割合80200000100
基礎的能力80200000100