概要:
工学の基礎となる力学的なものの見方・考え方を学び、物理の基礎的な概念と問題解決法を学ぶ。法則を系統的に理解して種々の問題に応用するという物理の典型的な学習法を身につける。
授業の進め方・方法:
・講義による解説50 %、問題演習50 %の割合で進める。
・講義では、前回授業の振り返りから始め、学習内容の説明や例題の解説を板書やスライドを用いて行う。なお、授業内容をまとめたスライドや授業ノート等の資料はweb上で配信する。
・問題演習では、教科書の問や問題集の問題を各自で解答することで知識の定着を図る。グループ学習を取り入れ、学生同士で教えあいを行うことで、主体的な学びになるように努める。
・単元ごとに課題プリントの配布・演習や確認テストを行い、理解度のチェックを行う。
・予習・授業・復習を繰り返し行うことで、教科書や問題集の基本（標準）レベルの問題を自力で解答できるレベルを合格ラインとする。
・質問は、授業時やオフィスアワーなどに適宜受け付ける。わからないところはそのまま放置せず、その都度理解するように努めること。
注意点:
【成績評価の基準・方法】
定期試験の成績を60%、平素の学習状況等（提出物・小テスト・実力テスト等）を40％の割合で総合的に評価することを原則とする。前学期の評価は前学期中間・前学期末の各期間の総合評価、後学期中間の評価は前学期中間・前学期末・後学期中間の各期間の総合評価、学年の評価は前学期中間・前学期末・後学期中間・学年末の各期間の総合評価とする。
技術者が身につけるべき一般基礎として、上記の到達目標に対する達成度を試験等において評価する。
※ただし、遠隔授業の実施状況により、定期試験の回数などが変更になることがある。
【事前・事後学習】
事前学習として、教科書や授業資料（スライド、授業ノート等）の該当部分を読んだ上で、理解が難しかった部分をまとめて授業に臨むこと。また、事後学習として、授業内で出てきた公式等を再確認し、取り組んだ演習問題を独力で解けるようにすること。単元ごとに課題プリントを配布するので、各自で取り組み、自己採点をして提出すること。わからない問題については学生同士で教えあったり、担当教員へ質問したりすること。
【履修上の注意】
授業内容が十分に理解できなかった学生や、課題プリントを自力で解けなかった学生は、「物理演習Ⅰ」に参加して弱点を克服するとともに、自学自習できる力を養うこと。
この科目を履修する際に、併行して履修する、基礎数学ⅠAＢ、基礎数学ⅡＡＢの内容を十分に理解することが期待されている。
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週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
| 前期 |
| 1stQ |
| 1週 |
【ガイダンス】シラバスの説明をおこなう。
【物理量の表し方】物理量の測定と扱い方について学ぶ。 |
物理量の測定方法について理解し、測定値の有効数字を考慮した計算ができる。
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| 2週 |
【物体の運動】速度と等速直線運動について学ぶ。 |
平均の速度と瞬間の速度、等速直線運動について説明できる。
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| 3週 |
【物体の運動】速度の合成、相対速度について学ぶ。 |
直線上の速度の合成、相対速度について理解し、計算ができる。
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| 4週 |
【物体の運動】加速度について学ぶ。 |
加速度の意味を説明できる。
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| 5週 |
【物体の運動】等加速度直線運動について学ぶ。 |
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。
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| 6週 |
【物体の運動】自由落下について学ぶ。 |
等加速度直線運動の公式を用いて、自由落下する物体の座標、時間、速度に関する計算ができる。
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| 7週 |
【物体の運動】鉛直投射について学ぶ。 |
等加速度直線運動の公式を用いて、鉛直投射運動の計算ができる。
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| 8週 |
【物体の運動】落下運動について統一的に理解する。 |
等加速度直線運動の公式を、いくつかの落下運動に利用して計算することができる。
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| 2ndQ |
| 9週 |
【力のはたらきとつりあい】様々な力について学ぶ。 |
力の表し方、単位、種類について説明できる。
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| 10週 |
【力のはたらきとつりあい】力の合成と分解について学ぶ。 |
力の合成と分解を理解し、三角比を用いて表すことができる。
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| 11週 |
【力のはたらきとつりあい】力のつりあい、作用・反作用の法則について学ぶ。 |
力のつり合いの式を立て、作用と反作用の関係を説明できる。
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| 12週 |
【力のはたらきとつりあい】圧力・水圧、浮力について学ぶ。 |
圧力、水圧、浮力について理解し、具体的な計算ができる。
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| 13週 |
【運動の法則】運動の3法則について学ぶ。 |
運動の3法則を説明できる。
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| 14週 |
【運動の法則】運動方程式について学ぶ。 |
直線上を運動する物体の運動方程式を立てて解くことができる。
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| 15週 |
【運動の法則】連結している物体の運動について学ぶ。 |
互いに力を及ぼしあう物体の運動について、運動方程式を立てて解くことができる。
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| 16週 |
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| 後期 |
| 3rdQ |
| 1週 |
【運動の法則】抵抗力を受ける運動について学ぶ。 |
物体に働く静止摩擦力および最大摩擦力に関する計算ができる。
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| 2週 |
【運動の法則】抵抗力を受ける運動について学ぶ。 |
動摩擦力に関する計算ができる。空気抵抗を受ける運動について説明できる。
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| 3週 |
【運動の法則】いつくかの物体の運動について、運動方程式を立てて問題演習する。 |
典型的な物体の運動方程式の問題を解くことができる。
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| 4週 |
【仕事と力学的エネルギー】仕事、仕事の原理と仕事率について学ぶ。 |
仕事の計算、仕事の原理を利用した計算および仕事率に関する計算ができる。
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| 5週 |
【仕事と力学的エネルギー】エネルギーと運動エネルギーについて学ぶ。 |
物体のエネルギーと運動エネルギーについて説明できる。
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| 6週 |
【仕事と力学的エネルギー】運動エネルギーの変化と仕事について学ぶ。 |
物体の運動エネルギーに関する計算ができ、運動エネルギーの変化と仕事の関係を用いて計算ができる。
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| 7週 |
【仕事と力学的エネルギー】位置エネルギーについて学ぶ。 |
重力による位置エネルギーおよび弾性力による位置エネルギーに関する計算ができる。
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| 8週 |
【仕事と力学的エネルギー】位置エネルギーと保存力について学ぶ。 |
位置エネルギーと保存力の関係について説明できる。
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| 4thQ |
| 9週 |
【仕事と力学的エネルギー】力学的エネルギー保存の法則について学ぶ。 |
力学的エネルギー保存則について理解し、落下運動と振り子の運動、ばねの振動の計算に利用できる。
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| 10週 |
【仕事と力学的エネルギー】保存力以外の力がする仕事と力学的エネルギーについて学ぶ。 |
保存力以外の力がする仕事と力学的エネルギーの関係を用いて計算ができる。
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| 11週 |
【平面運動と放物運動】平面運動する物体について学ぶ。 |
平面運動する物体で、物体の変位、速度、加速度を計算できる。
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| 12週 |
【平面運動と放物運動】平面運動する物体について学ぶ。 |
平面運動する物体で、速度の合成・分解や、相対速度の計算ができる。
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| 13週 |
【平面運動と放物運動】自由落下・鉛直投げ上げ・水平投射について学ぶ。 |
自由落下・鉛直投げ上げ・水平投射した物体の座標、速度、時間に関する計算ができる。
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| 14週 |
【平面運動と放物運動】斜方投射について学ぶ。 |
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。
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| 15週 |
【平面運動と放物運動】放物運動と運動方程式、空気抵抗のある運動について学ぶ。 |
放物運動を運動方程式から考えることができる。空気抵抗がある場合の運動について説明できる。
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| 16週 |
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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 | 前2,前4 |
| 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 | 前3,後12 |
| 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 | 前5,前8 |
| 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11 |
| 平均の速度、平均の加速度を計算することができる。 | 3 | 前2,前4 |
| 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 | 前6,前7,前8 |
| 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13,後14 |
| 物体に作用する力を図示することができる。 | 3 | 前9 |
| 力の合成と分解をすることができる。 | 3 | 前10 |
| 重力、抗力、張力、圧力について説明できる。 | 3 | 前9,前12 |
| 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 | 前9 |
| 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 | 前11 |
| 慣性の法則について説明できる。 | 3 | 前13 |
| 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 | 前11 |
| 運動方程式を用いた計算ができる。 | 3 | 前14,前15,後1,後2,後3 |
| 運動の法則について説明できる。 | 3 | 前13,前14 |
| 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1 |
| 最大摩擦力に関する計算ができる。 | 3 | 後1 |
| 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4 |
| 物体の運動エネルギーに関する計算ができる。 | 3 | 後5,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7 |
| 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7 |
| 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9 |