到達目標
1. 力学の第一、第二、第三法則を説明でき、問題に適用できる。A①②、B①②
2. 質点の力学の問題を解析できる。A①②、B①②
3. 力学的エネルギー、運動量の保存法則を説明でき、問題に適用できる。A①②、B①②
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 |
| 力学の三法則の理解とその活用 | 力学の第一、第二、第三法則を説明でき、問題に適用できる。 | 力学の第一、第二、第三法則を説明できる。 | 力学の第一、第二、第三法則が理解できない。 |
| 質点の力学の問題の解析 | 質点の力学の各種問題を解析できる。 | 落下問題、ばね振動など、基本的な質点の力学の問題を解析できる。 | 質点の力学の問題を解析できない。 |
| 保存則の理解とその活用 | 力学的エネルギー、運動量の保存法則を成立条件も含めて説明でき、問題に適用できる。 | 力学的エネルギー、運動量の保存法則を説明できる。 | 力学的エネルギー、運動量の保存法則を説明できない。 |
学科の到達目標項目との関係
教育方法等
概要:
力学は、機械工学の基礎となる科目である。本科目では、力学現象を理解するために必要な基礎的な知識を習得し、それらの知識を具体的な力学現象に適用する方法を学ぶ。そのために、まず、「力」の性質を理解する。次に、力学の基礎法則を学び、質点の力学における、さまざまな運動の解析方法を習得する。これを通して、機械論的世界観を身につける。最後に、保存則など、重要な概念を力学現象を通して学ぶ。
授業の進め方・方法:
座学での講義を行うだけでなく、演習形式で問題を解く時間を設定する。自力で解析できるようになることを重視する。
注意点:
物理学、数学（特にベクトルと微分積分学） の理解を深めておくこと。
授業計画
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週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
| 前期 |
| 1stQ |
| 1週 |
力学とは、授業計画 |
授業計画について、理解をしている
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| 2週 |
質点の位置、速度、加速度 |
質点の位置、速度、加速度を説明でき、それぞれの計算ができる
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| 3週 |
力の種類とつり合い条件 |
重力、ばねの力、摩擦力の説明ができ、力のつり合い条件が説明できる
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| 4週 |
運動の第一、第二、第三法則 |
運動の第一、第二、第三法則について、成立条件も含めて説明できる
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| 5週 |
自由落下、質点の投げ上げ |
一様重力場中の質点の一次元運動の解析ができる
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| 6週 |
ばね振動 |
フックの法則に従うばねにつながれた質点の運動の解析ができる
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| 7週 |
放物運動 |
一様重力場中の質点の三次元運動の解析ができる
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| 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。
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| 2ndQ |
| 9週 |
答案返却とその解説、単振り子 |
中間試験の内容を理解する。単振り子の運動方程式の導出と解析ができ、振動周期を求めることができる
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| 10週 |
仕事と位置エネルギー |
仕事と位置エネルギーについて説明でき、両者の間の関係について理解している
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| 11週 |
力学的エネルギー保存則 |
運動エネルギー、力学的エネルギー保存則を説明できる
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| 12週 |
運動量とその保存則 |
運動量とその保存則について説明できる
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| 13週 |
質点系の運動方程式 |
質点が多数ある場合の運動方程式について説明でき、その質点系の重心を求めることができる
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| 14週 |
保存則の応用 |
力学的エネルギー保存則と運動量保存則を問題に応用できる
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| 15週 |
期末試験 |
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。
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| 16週 |
答案返却とその解説 |
期末試験の内容を理解する。
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モデルコアカリキュラムの学習内容と到達目標
| 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 | 前3 |
| 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 | 前3 |
| 一点に作用する力のつりあい条件を説明できる。 | 4 | 前3 |
| 力のモーメントの意味を理解し、計算できる。 | 3 | |
| 偶力の意味を理解し、偶力のモーメントを計算できる。 | 3 | |
| 着力点が異なる力のつりあい条件を説明できる。 | 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。 | 4 | 前14 |
| 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 | 前2 |
| 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 | 前2 |
| 運動の第一法則(慣性の法則)を説明できる。 | 4 | 前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 | 前4 |
| 運動の第三法則(作用反作用の法則)を説明できる。 | 4 | 前4 |
| 仕事の意味を理解し、計算できる。 | 3 | 前11 |
| 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 | 前12 |
| 位置エネルギーと運動エネルギーを計算できる。 | 4 | 前12 |
| 動力の意味を理解し、計算できる。 | 3 | |
| 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 | |
評価割合
| 試験 | 演習課題への取り組み | 合計 |
| 総合評価割合 | 70 | 30 | 100 |
| 基礎的能力 | 0 | 0 | 0 |
| 専門的能力 | 70 | 30 | 100 |
| 分野横断的能力 | 0 | 0 | 0 |