到達目標
・力のつり合いおよびモーメントのつり合いを2次元で理解でき,トラスの力学的解析ができる.
・浮力,圧力,パスカルの原理を説明できる.
・等速運動,加速運動を理解でき,運動方程式を立てることができる.
・クーロンの法則,ガウスの法則を理解できる,電場と電位分布を計算することができる.
・オームの法則を自由に使いこなせる.
・磁場と電場を対照することができ,アンペールの法則,ローレンツ力などが理解できる.
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 | ・力のつり合いおよびモーメントのつり合いを2次元で理解でき,トラスの力学的解析ができる. | ・8割方,力のつり合いおよびモーメントのつり合いを2次元で理解でき,トラスの力学的解析ができる. | ・力のつり合いおよびモーメントのつり合いを2次元で理解できず,トラスの力学的解析ができない. |
| 評価項目2 | ・浮力,圧力,パスカルの原理を説明できる. | ・浮力,圧力,パスカルの原理を説明できる. | ・浮力,圧力,パスカルの原理を説明できない. |
| 評価項目3 | ・等速運動,加速運動を理解でき,運動方程式を立てることができる. | ・8割方,等速運動,加速運動を理解でき,運動方程式を立てることができる. | ・等速運動,加速運動を理解でき,運動方程式を立てることができない. |
| 評価項目4 | ・クーロンの法則,ガウスの法則を理解できる,電場と電位分布を計算することができる | ・8割方,クーロンの法則,ガウスの法則を理解できる,電場と電位分布を計算することができる | ・クーロンの法則,ガウスの法則を理解できる,電場と電位分布を計算することができない. |
| 評価項目5 | ・オームの法則を自由に使いこなせる. | ・8割方,オームの法則を自由に使いこなせる. | ・オームの法則を自由に使いこなせない. |
| 評価項目6 | ・電荷の保存則を理解でき,キャパシタンスに貯める電荷量を導ける. | ・8割方,電荷の保存則を理解でき,キャパシタンスに貯める電荷量を導ける. | ・電荷の保存則を理解でき,キャパシタンスに貯める電荷量を導けない. |
学科の到達目標項目との関係
学習・教育到達度目標 A-1 数学(微分積分学、線形代数、微分方程式、確率・統計など)と自然科学(物理、化学など)の基礎知識を身につけて、工学的諸問題の解決に応用できること
JABEE c 数学、自然科学及び情報技術に関する知識とそれらを応用する能力
教育方法等
概要:
前半は力学,後半は電磁気学を学ぶ.低学年で学んだ力学をベクトルで考える.電磁気学も同様である.
授業の進め方・方法:
予備知識:力のつり合い,ニュートンの運動法則,オームの法則,フレミングの法則などの基本法則と、応用数学(ベクトル解析、微積分)を理解しておく.関数電卓を使えること.
講義室:4C教室
授業形式:座学、問題演習、解説
学生が用意するもの:教科書、ノート、筆記具、計算機
注意点:
評価方法:中間試験M1(40%)と定期試験M2(40%)と授業中の演習(20%)で評価する.60点以上が合格.
自己学習の指針:授業では、それぞれの項目の物理的意味や公式を導き,それを解説していきます.そのあと授業中の演習において理解度を深めて下さい.
オフィスアワー:月曜日16:00~17:00(教員室),金曜日 16:00~17:00(教員室)
授業の属性・履修上の区分
授業計画
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週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
| 後期 |
| 3rdQ |
| 1週 |
物理学とは(物理学の全体像)、評価方法の説明,単位の話 |
物理学の全体像を掴むことができる.
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| 2週 |
力の表し方 ,合力と分力 |
力が分解,合成できることを認識する.
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| 3週 |
ベクトルと成分 |
力をベクトルで表現することが理解できる.
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| 4週 |
位置,速度,加速度 |
位置,速度,加速度をベクトル表示できる.
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| 5週 |
速直線運動,等加速度直線運動,自由落下運動,鉛直投げ上げ運動 |
いろいろな運動の違いが理解できる.
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| 6週 |
流体の力学,ベルヌーイの定理 |
流体の基礎的考え方を理解できる.
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| 7週 |
浮力,揚力 |
浮力と揚力を使った計算ができる.
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| 8週 |
中間試験試験 |
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| 4thQ |
| 9週 |
電磁気学入門 |
電荷とはなにかが理解できる.
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| 10週 |
クーロンの法則と万有引力 |
クーロンの法則を理解できる
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| 11週 |
電場,電気力線,等電位面 |
電場の様子をイメージすることができる
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| 12週 |
電位と電場の関係(1) |
電場の式から電位を導くことができる
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| 13週 |
電位と電場の関係(2) |
電場と電位の関係から電位または電場を計算できる.
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| 14週 |
オームの法則の活用法,コンデンサ |
抵抗とコンデンサの接続法の違いを 理解できる
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| 15週 |
導体,アース |
導体の電位とアースの役割が理解できる
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| 16週 |
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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 |
| 基礎的能力 | 自然科学 | 物理 | 力学 | 物体の質量と速度から運動量を求めることができる。 | 3 | |
| 運動量の差が力積に等しいことを利用して、様々な物理量の計算ができる。 | 3 | |
| 運動量保存則を様々な物理量の計算に利用できる。 | 3 | |
| 力のモーメントを求めることができる。 | 3 | |
| 角運動量を求めることができる。 | 3 | |
| 角運動量保存則について具体的な例を挙げて説明できる。 | 3 | |
| 剛体における力のつり合いに関する計算ができる。 | 3 | |
| 重心に関する計算ができる。 | 3 | |
| 一様な棒などの簡単な形状に対する慣性モーメントを求めることができる。 | 3 | |
| 剛体の回転運動について、回転の運動方程式を立てて解くことができる。 | 3 | |
| 電気 | 導体と不導体の違いについて、自由電子と関連させて説明できる。 | 3 | |
| クーロンの法則が説明できる。 | 3 | |
| クーロンの法則から、点電荷の間にはたらく静電気力を求めることができる。 | 3 | |
| 電場・電位について説明できる。 | 3 | |
| オームの法則から、電圧、電流、抵抗に関する計算ができる。 | 3 | |
| 抵抗を直列接続、及び並列接続したときの合成抵抗の値を求めることができる。 | 3 | |
| ジュール熱や電力を求めることができる。 | 3 | |
評価割合
| 試験 | 演習 | 合計 |
| 総合評価割合 | 80 | 20 | 100 |
| 基礎的能力 | 0 | 0 | 0 |
| 専門的能力 | 80 | 20 | 100 |
| 分野横断的能力 | 0 | 0 | 0 |