機械力学

科目基礎情報

学校 北九州工業高等専門学校 開講年度 平成29年度 (2017年度)
授業科目 機械力学
科目番号 0136 科目区分 専門 / 選択
授業形態 授業 単位の種別と単位数 履修単位: 1
開設学科 制御情報工学科 対象学年 4
開設期 後期 週時間数 2
教科書/教材 機械振動学、岩田佳雄、佐伯暢人、小松崎俊彦、数理工学社
担当教員 浜松 弘

目的・到達目標

1. 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。A①②B①②、SA①②SB①②
2. 振動の種類および調和振動を説明できる。A①②B①②、SA①②SB①②
3. 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。A①②B①②、SA①②SB①②
4. 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。A①②B①②、SA①②SB①②

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質点の運動方程式をたてることができる。運動の第2法則を説明できる。運動の第2法則を説明できない。
評価項目2調和振動の合成を式で表現できる。調和振動を式で説明できる。自由振動と強制振動を説明できる。
評価項目3不減衰系の運動方程式を解くことができる。不減衰系の運動方程式を説明できる。不減衰系を説明できない。
評価項目4減衰系の運動方程式を解くことができる。減衰系の運動方程式を説明できる。減衰系を説明できない。

学科の到達目標項目との関係

教育方法等

概要:
本授業では、古典力学の応用である機械振動において、力学的な考え方が基本であることを念頭に置き、最も基本的で重要な1 自由度系と2 自由度系における基礎的事項を理解できるようになることを目的とする。地震、騒音、航空機、船舶、自動車、楽器など人間の生活に深い関わりを持つ振動現象は、古典力学の中の1 分野として体系化されている。この振動に関する知識は技術者にとって習得すべき重要なものの一つである。
授業の進め方と授業内容・方法:
振動の本質を分かりやすく講義し、同時に関連する数学の復習も行う。単元終了時に演習問題を解くことで実力の養成を図る。
注意点:
演習の課題は、期日までに提出すること。

授業計画

授業内容・方法 週ごとの到達目標
後期
3rdQ
1週 ガイダンス
機械力学とは
機械力学で勉強する内容を理解する。
2週 ニュートンの運動の3法則 慣性の法則、運動の法則、作用・反作用の法則を理解する。
3週 調和振動とは 調和振動の式と角振動数を理解する。
4週 調和振動のベクトル表示、複素数表示 ベクトル表示と複素数表示を理解する。
5週 フーリエ級数 フーリエ級数を計算できる
6週 1自由度系・不減衰系・並進運動の自由振動 運動方程式をたて、一般解を導出できる。
7週 1自由度系・不減衰系・回転運動の自由振動
慣性モーメント
運動方程式をたて、一般解を導出できる。
慣性モーメントを算出できる。
8週 中間試験 1〜7週までの内容を網羅した試験により、授業内容の理解の定着を図る。
4thQ
9週 中間試験内容についての解説
1自由度系自由振動の運動方程式
中間試験の内容を理解する。
いろいろな系の運動方程式をたてることができ、固有角振動数を算出できる。
10週 エネルギー法 エネルギー法により、運動方程式をたてることができ、固有角振動数を算出できる。
11週 1自由度系・減衰系の自由振動 運動方程式をたてることができる。
12週 1自由度系の強制振動 運動方程式をたてることができる。
13週 2自由度系の自由振動 運動方程式をたてることができる。
14週 ラグランジュの方程式 ラグランジュの方程式を使って、運動方程式をたてることができる。
15週 定期試験 9〜14週までの内容を網羅した試験により、授業内容の理解の定着を図る。
16週 定期試験内容についての解説 定期試験の内容を理解する。

評価割合

試験発表相互評価態度ポートフォリオ課題合計
総合評価割合70000030100
基礎的能力0000000
専門的能力70000030100
分野横断的能力0000000