1. 音波に関わる現象を理解し、説明や計算ができる
2. 光波に関わる現象を理解し、説明や計算ができる
3. 基本的な物理量の計算法を微分・積分を用いて表現し、その計算ができる
4. 運動方程式を微分方程式として表し、その解の計算ができる
5. 角運動量について理解し、それを用いた回転の運動方程式とその計算ができる
概要:
応用物理1では、前半で波動の続きとして音波と光波について学習する。後半では、質点の力学について微分・積分を用いた表現とその計算について学ぶ。最後に、回転についての物理量である角運動量と慣性モーメントについて新たに学習する。
授業の進め方・方法:
講義形式で授業を行う。前期は2年生で学んだ波動の内容を基礎として音波と光波に特化した部分を扱う。後期は、再び力学の内容に戻り、1,2年生で学習した種々の力学的な物理量の関係を微分や積分を用いて表現し、その計算を行う。また、単純な微分や積分のほか、運動方程式としての微分方程式の計算も取り扱う。回転運動についても微分および積分を用いて取り扱う。いずれも、講義の後に例題による演習を行う。
注意点:
事前学習：前期は物理２で学習した「波動」の知識をベースとするのでよく復習しておいてください。後期は微分・積分および微分方程式の知識が必要となるのでその分野の数学についてよく復習しておいてください。
この単位を修得せず進級した場合、評点が40点以上であれば進級した年度において単位追認試験（1回）を受けることができます。
| 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1 |
| 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1,後2 |
| 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 | 後2 |
| 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1,後2 |
| 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 | |
| 慣性の法則について説明できる。 | 3 | |
| 運動方程式を用いた計算ができる。 | 3 | 後9,後10 |
| 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,後10 |
| 運動の法則について説明できる。 | 3 | 後9,後10 |
| 仕事と仕事率に関する計算ができる。 | 3 | 後3 |
| 物体の運動エネルギーに関する計算ができる。 | 3 | 後6 |
| 重力による位置エネルギーに関する計算ができる。 | 3 | 後5 |
| 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5 |
| 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3,後5,後6 |
| 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6 |
| 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6 |
| 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 | 後5 |
| 万有引力による位置エネルギーに関する計算ができる。 | 3 | 後5 |
| 力のモーメントを求めることができる。 | 3 | 後12 |
| 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,後13 |
| 波動 | 弦の長さと弦を伝わる波の速さから、弦の固有振動数を求めることができる。 | 3 | 前3 |
| 気柱の長さと音速から、開管、閉管の固有振動数を求めることができる(開口端補正は考えない)。 | 3 | 前4 |
| 共振、共鳴現象について具体例を挙げることができる。 | 3 | 前3,前4 |
| 一直線上の運動において、ドップラー効果による音の振動数変化を求めることができる。 | 3 | 前5,前6 |
| 自然光と偏光の違いについて説明できる。 | 3 | 前11 |
| 光の反射角、屈折角に関する計算ができる。 | 3 | 前8,前9,前10 |
| 波長の違いによる分散現象によってスペクトルが生じることを説明できる。 | 3 | 前10,前11 |
| 物理実験 | 物理実験 | 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 | 前2,前3,前4 |
| 光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 | 前11,前12,前13,前14 |