概要:
機械工学の基礎の1つは力学です。ここでは,力と力のモーメント,質点および剛体の運動方程式,力積と運動量,運動エネルギーと位置エネルギーなどについて学習します。
授業の進め方・方法:
毎回の授業は、基本的な事柄を説明した後、課題演習等で理解を深める。
注意点:
【成績評価の基準・方法】
試験の成績を70%,平素の学習状況等(課題・小テスト・レポート等を含む)を30%の割合で総合的に評価する。学年の評価は後学期中間と学年末の各期間の評価の平均とする。技術者が身につけるべき専門基礎として,到達目標に対する達成度を試験等において評価する。
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週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
後期 |
3rdQ |
1週 |
1. SI単位系, ベクトルとベクトルの計算:SI単位系,ベクトルの表わし方,合成,分解,外積,内積, 微分を学ぶ。 |
SI単位系と工学単位系の違いを説明でき,単位換算ができる。ベクトルの成分表示による演算ができる。
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2週 |
2. 力と力のモーメント,運動と変位・速度・加速度:ベクトルとしての力と力のモーメント,運動における変位,速度,加速度のベクトル表現を学ぶ。 |
ベクトルとしての力と力のモーメントを扱うことができる。 ベクトル表現での変位,速度,加速度を扱うことができる。
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3週 |
3. 質点の力学:質点のニュートンの運動の法則,ダランベールの原理,質点の運動解析などを学ぶ。 |
質点のニュートンの運動の法則を理解し、運動の3法則を説明できる。
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4週 |
3. 質点の力学:質点のニュートンの運動の法則,ダランベールの原理,質点の運動解析などを学ぶ。 |
1次元の質点の運動を運動方程式で表すことができ、計算できる。
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5週 |
3. 質点の力学:質点のニュートンの運動の法則,ダランベールの原理,質点の運動解析などを学ぶ。 |
2次元の質点の運動を運動方程式で表すことができ、計算できる。
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6週 |
3. 質点の力学:質点のニュートンの運動の法則,ダランベールの原理,質点の運動解析などを学ぶ。 |
周速度、角速度、回転速度の意味を理解し、計算できる。
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7週 |
3. 質点の力学:質点のニュートンの運動の法則,ダランベールの原理,質点の運動解析などを学ぶ。 |
慣性力について理解し、ダランベールの原理を用いて計算できる。
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8週 |
4. 剛体の力学:重心の並進運動と重心まわりの回転運動,慣性モーメントの計算,剛体の運動を学ぶ |
平板の慣性モーメントを計算できる。
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4thQ |
9週 |
4. 剛体の力学:重心の並進運動と重心まわりの回転運動,慣性モーメントの計算,剛体の運動を学ぶ。 |
立体の慣性モーメントを計算できる。
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10週 |
4. 剛体の力学:重心の並進運動と重心まわりの回転運動,慣性モーメントの計算,剛体の運動を学ぶ。 |
剛体の回転運動を運動方程式で表すことができる。
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11週 |
4. 剛体の力学:重心の並進運動と重心まわりの回転運動,慣性モーメントの計算,剛体の運動を学ぶ。 |
剛体の運動を運動方程式で計算することができる。
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12週 |
5. 仕事とエネルギー:仕事,運動エネルギー,位置エネルギーを学ぶ。 |
エネルギーの意味と種類、エネルギー保存の法則を説明できる。動力の意味を理解し、計算できる。
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13週 |
5. 仕事とエネルギー:仕事,運動エネルギー,位置エネルギーを学ぶ。 |
位置エネルギーと運動エネルギーを計算できる。
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14週 |
6. 力積,運動量,衝突:力積と運動量,角力積と角運動量,衝突を学ぶ。 |
運動量および運動量保存の法則を説明できる。
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15週 |
6. 力積,運動量,衝突:力積と運動量,角力積と角運動量,衝突を学ぶ。 |
物体が衝突するさいに生じる現象を説明できる。
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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 |
専門的能力 | 分野別の専門工学 | 機械系分野 | 力学 | 力は、大きさ、向き、作用する点によって表されることを理解し、適用できる。 | 4 | |
一点に作用する力の合成と分解を図で表現でき、合力と分力を計算できる。 | 4 | |
一点に作用する力のつりあい条件を説明できる。 | 4 | |
力のモーメントの意味を理解し、計算できる。 | 4 | |
偶力の意味を理解し、偶力のモーメントを計算できる。 | 4 | |
着力点が異なる力のつりあい条件を説明できる。 | 4 | |
重心の意味を理解し、平板および立体の重心位置を計算できる。 | 4 | |
速度の意味を理解し、等速直線運動における時間と変位の関係を説明できる。 | 4 | |
加速度の意味を理解し、等加速度運動における時間と速度・変位の関係を説明できる。 | 4 | |
運動の第一法則(慣性の法則)を説明できる。 | 4 | |
運動の第二法則を説明でき、力、質量および加速度の関係を運動方程式で表すことができる。 | 4 | |
運動の第三法則(作用反作用の法則)を説明できる。 | 4 | |
周速度、角速度、回転速度の意味を理解し、計算できる。 | 4 | |
向心加速度、向心力、遠心力の意味を理解し、計算できる。 | 4 | |
仕事の意味を理解し、計算できる。 | 4 | |
てこ、滑車、斜面などを用いる場合の仕事を説明できる。 | 4 | |
エネルギーの意味と種類、エネルギー保存の法則を説明できる。 | 4 | |
位置エネルギーと運動エネルギーを計算できる。 | 4 | |
動力の意味を理解し、計算できる。 | 4 | |
すべり摩擦の意味を理解し、摩擦力と摩擦係数の関係を説明できる。 | 4 | |
運動量および運動量保存の法則を説明できる。 | 4 | |
剛体の回転運動を運動方程式で表すことができる。 | 4 | |
平板および立体の慣性モーメントを計算できる。 | 4 | |