概要:
物理で学んだ力学を基礎として、つりあい方程式や運動方程式を正しく立てる能力、運動量と力積の関係・角運動量と角力積の関係・仕事とエネルギーの関係を適切に適用する能力を身につけさせる。
授業の進め方・方法:
今年度から通年から前期のみに変更された。したがって、内容を最低限に絞り、授業の進行を効率化するためにPower Pointやpdfファイル(学生に教材ファイル配布)による授業を行う。
剛体については固定軸まわりの回転運動、剛体の平面運動に限定する。１自由度減衰振動は計測工学や電気回路でも扱うのでここでは取り上げない。
注意点:
中間試験、定期試験の点数が60点に満たないとき、原則として中間試験、定期試験それぞれに対して再試を実施する。再試の点数は60点を超えていても60点として評価する。
中間試験(あるいはその再試)と定期試験(あるいはその再試)の平均が60点以上のとき、合格とする。
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週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
| 前期 |
| 1stQ |
| 1週 |
力の取り扱いに関する注意事項、重心、力のモーメント、
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力の取り扱いに関する注意事項、力のモーメントを理解できる。
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| 2週 |
力学等価原理、
力のつりあい、力のモーメントのつりあい |
力学的等価原理を理解できる。
力や力のモーメントのつりあい条件を理解できる。
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| 3週 |
つりあい方程式の立て方Ⅰ、内力と外力 |
力のつりあい方程式、作用・反作用の法則、内力と外力を理解できる。
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| 4週 |
つりあい方程式の立て方Ⅱ
支点と反力、摩擦力、張力、復元力 |
つりあい方程式の立て方を理解できる。
様々な力の作用方向を理解できる。
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| 5週 |
力のモーメントの軸性ベクトル表示、外積表示、３次元物体の力のつりあい |
モーメントの軸性ベクトル表示、外積表示を理解できる。
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| 6週 |
速度、加速度、運動方程式 |
速度、加速度、運動方程式およびこれらの成分表示を理解できる。
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| 7週 |
中間試験 |
上記項目の基本的な問題を解くことができる。
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| 8週 |
角速度、角加速度、固定軸まわりの回転運動方程式、慣性モーメント |
角速度、角加速度を理解し、固定軸まわりの回転運動方程式を立てることができる。
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| 2ndQ |
| 9週 |
剛体の平面運動 |
剛体の重心の運動方程式と重心まわりの回転運動方程式を理解できる。
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| 10週 |
剛体の平面運動の運動方程式 |
剛体の運動方程式、任意の点まわりの回転運動方程式を立てることができる。
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| 11週 |
座標系と慣性力の関係、遠心力、コリオリ力 |
座標系と慣性力の関係、遠心力、コリオリ力を理解できる。
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| 12週 |
角運動量と角力積の関係、角運動量保存則、衝突 |
角運動量と角力積の関係、角運動量保存則を理解し、基本的な問題を解くことができる。
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| 13週 |
仕事、動力、力学的エネルギー、エネルギー保存則 |
仕事、動力、力学的エネルギー、エネルギー保存則を理解できる。
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| 14週 |
振動系の運動方程式 |
１～２自由度系の運動方程式を立てることができる。
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| 15週 |
自由振動と強制振動、１自由度系の固有振動数 |
自由振動での固有振動数と強制振動での共振を説明できる。１自由度系の固有振動数を求めることができる。
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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。 | 3 | 前2 |
| 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。 | 3 | 前1 |
| 一点に作用する力のつりあい条件を説明できる。 | 3 | 前3,前4 |
| 力のモーメントの意味を理解し、計算できる。 | 3 | 前2,前4,前5 |
| 偶力の意味を理解し、偶力のモーメントを計算できる。 | 3 | 前2,前5 |
| 着力点が異なる力のつりあい条件を説明できる。 | 3 | 前2,前3 |
| 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。 | 3 | 前9,前10 |
| 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。 | 3 | 前6 |
| 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。 | 3 | 前6 |
| 運動の第一法則(慣性の法則)を説明できる。 | 3 | 前3 |
| 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。 | 3 | 前6 |
| 運動の第三法則(作用反作用の法則)を説明できる。 | 3 | 前4,前6 |
| 周速度、角速度、回転速度の意味を理解し、計算できる。 | 3 | 前8,前10 |
| 向心加速度、向心力、遠心力の意味を理解し、計算できる。 | 3 | 前11 |
| 仕事の意味を理解し、計算できる。 | 3 | 前13,後8 |
| てこ、滑車、斜面などを用いる場合の仕事を説明できる。 | 3 | 前13,後8 |
| 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。 | 3 | 前13,後9,後10 |
| 位置エネルギーと運動エネルギーを計算できる。 | 3 | 前13,後9,後10 |
| 動力の意味を理解し、計算できる。 | 3 | 前13,後8 |
| 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。 | 3 | 前4,前5 |
| 運動量および運動量保存の法則を説明できる。 | 3 | 前12,後1 |
| 剛体の回転運動を運動方程式で表すことができる。 | 4 | 前9,前10 |
| 平板および立体の慣性モーメントを計算できる。 | 4 | 前11 |
| 振動の種類および調和振動を説明できる。 | 3 | 前15,後14 |
| 不減衰系の自由振動を運動方程式で表し、系の運動を説明できる。 | 3 | 前14,前15,後14 |
| 減衰系の自由振動を運動方程式で表し、系の運動を説明できる。 | 3 | 前14,前15,後14 |
| 調和外力による減衰系の強制振動を運動方程式で表し、系の運動を説明できる。 | 3 | 前14,前15,後15 |
| 調和変位による減衰系の強制振動を運動方程式で表し、系の運動を説明できる。 | 3 | 前14,前15 |
| 計測制御 | 国際単位系の構成を理解し、SI単位およびSI接頭語を説明できる。 | 3 | 前1 |