工業力学

科目基礎情報

学校 都城工業高等専門学校 開講年度 令和05年度 (2023年度)
授業科目 工業力学
科目番号 0045 科目区分 専門 / 必修
授業形態 講義 単位の種別と単位数 履修単位: 2
開設学科 機械工学科 対象学年 3
開設期 通年 週時間数 2
教科書/教材 青木弘・木谷晋共著「工業力学」[第4版](森北出版)ISBN:978-4-627-61025-5
担当教員 佐藤 治

到達目標

1.力や力のモーメントを理解し、力の合成や分解および力のつり合いの計算ができること。
2.物体の重心位置、運動の法則、剛体の慣性モーメントを理解し、物体の運動を解析できること。
3.運動量と衝突現象を理解し、運動量保存則を利用して衝突の運動を解析できること。
4.仕事とエネルギー保存則を理解し、動力および位置・運動エネルギーを計算できること。

ルーブリック

理想的な到達レベルの目安       A標準的な到達レベルの目安       B未到達レベルの目安       C(学生記入欄) 到達したレベルに〇をすること。
評価到達目標項目1力や力のモーメントを理解し、発展的な力の合成や分解および力のつり合いの計算ができる。力や力のモーメントを理解し、力の合成や分解および力のつり合いの基本的な計算ができる。力や力のモーメント、力のつりあいを理解し、説明できる。   A ・ B ・ C
評価到達目標項目2物体の重心位置、運動の法則、剛体の慣性モーメントを理解し、発展的な物体の運動を解析できる。物体の重心位置、運動の法則、剛体の慣性モーメントを理解し、基本的な物体の運動を解析できる。物体の重心位置、運動の法則、剛体の慣性モーメントを理解し、説明できる。  A ・ B ・ C
評価到達目標項目3運動量と衝突現象を理解し、運動量保存則を利用して発展的な衝突運動を解析できる。運動量と衝突現象を理解し、運動量保存則を利用して基本的な衝突運動を解析できる。運動量と衝突現象を理解し、運動量保存則を利用し説明できる。  A ・ B ・ C
評価到達目標項目4 仕事とエネルギー保存則を理解し、発展的な動力および位置・運動エネルギーを計算できる。仕事とエネルギー保存則を理解し、基本的な動力および位置・運動エネルギーを計算できる。仕事とエネルギー保存則を理解し、説明できる。  A ・ B ・ C

学科の到達目標項目との関係

学習・教育到達度目標 2-2 説明 閉じる

教育方法等

概要:
上学年で履修する機械、熱、流れの力学等の基礎知識として必要な静力学、運動学、動力学の基本的事項を理解し、工学上の問題を力学的に考察する能力を養う。
授業の進め方・方法:
講義形式での授業とし、授業後半では演習の時間を設け、課題を与える。時間内に終了しない課題は宅習課題とする。
電卓を持参すること。
注意点:
指定科目B

ポートフォリオ

(学生記入欄)
【授業計画の説明】実施状況を記入してください。

【理解の度合】理解の度合について記入してください。
      (記入例)ファラデーの法則、交流の発生についてはほぼ理解できたが、渦電流についてはあまり理解できなかった。
 ・前期中間試験まで: 
                                      
 ・前期末試験まで :
                                       
 ・後期中間試験まで:
                                       
 ・学年末試験まで :

                                       
【試験の結果】定期試験の点数を記入し、試験全体の総評をしてください。
       (記入例)ファラデーの法則に関する基礎問題はできたが、応用問題が解けず、理解不足だった。
 ・前期中間試験 点数:      総評:                                       

 ・前期末試験  点数:      総評:                                       

 ・後期中間試験 点数:      総評:                                       

 ・学年末試験  点数:      総評:                                       


【総合到達度】「到達目標」どおりに達成することができたかどうか、記入してください。
 ・総合評価の点数:      総評:                                       


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(教員記入欄)
【授業計画の説明】実施状況を記入してください。
  
  
【授業の実施状況】実施状況を記入してください。
  ・前期中間試験まで:  
                                     
  ・前期末試験まで :                                       

  ・後期中間試験まで:                                       

  ・学年末試験まで : 
        
                                
【評価の実施状況】総合評価を出した後に記入してください。
 
    

授業の属性・履修上の区分

アクティブラーニング
ICT 利用
遠隔授業対応
実務経験のある教員による授業

授業計画

授業内容 週ごとの到達目標
前期
1stQ
1週 授業計画の説明(ガイダンス)
1.力
力の合成と分解
・授業計画・達成目標・成績の評価方法等の説明
・力の大きさ、向き、作用点を理解できる。
・一点にはたらく力の合力と分力を計算できる。
2週 力のモーメント
偶力
・力のモーメントを理解し、計算できる。
・偶力を理解し、計算できる。
3週 着力点の異なる力の合成 ・着力点の異なる力の合成の計算ができる。
4週 2.力のつりあい
1点にはたらく力のつりあい
着力点の異なる力のつりあい
・一点に作用する力のつりあいを説明できる。
・着力点の異なる力のつりあいを計算できる。
5週 3.トラスにおける力のつりあい
接点法

・トラスを理解し,接点法を用いた計算ができる。
6週 切断法 ・切断法を用いた計算ができる。
7週 3.重心と図心 ・重心と図心を理解し、重心位置を計算できる。
8週 前期中間試験
2ndQ
9週 試験答案の返却及び解説
物体の重心
試験問題の解説及びポートフォリオの記入
・いろいろな図形の重心を導き出すことができる。
10週 物体の重心 ・いろいろな図形の重心を導き出すことができる。
11週 回転体の重心
物体のすわり
・重心を用いて回転体の体積や表面積の計算ができる。
・物体のすわりを理解し,説明できる。
12週 4.点の運動 ・等速直線運動の計算ができる。
・等加速度運動の計算ができる。
13週 平面運動 ・放物線運動、円運動の計算ができる。
14週 相対運動 ・相対速度を理解し、相対運動の計算ができる。
15週 5.運動と力
運動の法則・慣性力
向心力と遠心力
・運動の第一法則,第二法則,第三法則を説明できる。
・慣性力を理解し,説明できる。
・向心加速度、向心力、遠心力を理解し、計算できる。
16週 前期末試験
(17週目は試験答案の返却・解説及びポートフォリオの記入)
後期
3rdQ
1週 慣性モーメント ・平板および立体の慣性モーメントを計算できる。
2週 慣性モーメント ・平板および立体の慣性モーメントを計算できる。
3週 慣性モーメントに関する定理 ・平行軸、直交軸の定理を理解し、計算ができる。
4週 慣性モーメントに関する定理 ・平行軸、直交軸の定理を理解し、計算ができる。
5週 簡単な物体の慣性モーメント ・簡単な物体の慣性モーメントを導き出せる。
6週 6.剛体の平面運動 ・剛体の平面運動の運動方程式を理解し、計算できる。
7週 回転体のつりあい ・回転体のつりあいを計算できる。
8週 後期中間試験
4thQ
9週 試験答案の返却及び解説
7.衝突
運動量と力積,角運動量
試験問題の解説及びポートフォリオの記入
・運動量、力積、角運動量について説明できる。
10週 運動量保存の法則 ・運動量保存の法則を説明できる。
11週 向心衝突 ・向心衝突についての計算ができる。
12週 偏心衝突 ・偏心衝突についての計算ができる。
13週 8.仕事,エネルギー ・仕事を理解し、計算できる。
・位置エネルギーと運動エネルギーを理解できる。
14週 力学的エネルギー保存の法則
動力
・力学的エネルギー保存の法則を理解し,計算できる。
・動力を理解し、計算できる。
15週 9.摩擦
斜面
・摩擦力と摩擦係数の関係を理解し,説明できる。
・斜面を用いる場合の力を説明できる。
16週 学年末試験
(17週目は試験答案の返却・解説及びポートフォリオの記入)

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1
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2
一点に作用する力のつりあい条件を説明できる。4前4
力のモーメントの意味を理解し、計算できる。4前2
偶力の意味を理解し、偶力のモーメントを計算できる。4前2
着力点が異なる力のつりあい条件を説明できる。4前3,前5,前6,前7
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8,前10,前11,前12
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13
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13,前14
運動の第一法則(慣性の法則)を説明できる。4後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。4後1
運動の第三法則(作用反作用の法則)を説明できる。4後1
周速度、角速度、回転速度の意味を理解し、計算できる。4前14
向心加速度、向心力、遠心力の意味を理解し、計算できる。4後2,後7
仕事の意味を理解し、計算できる。4後13
てこ、滑車、斜面などを用いる場合の仕事を説明できる。4後13
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後13,後14
位置エネルギーと運動エネルギーを計算できる。4後13
動力の意味を理解し、計算できる。4後14
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後15
運動量および運動量保存の法則を説明できる。4後9,後10,後11,後12
剛体の回転運動を運動方程式で表すことができる。4後5,後6
平板および立体の慣性モーメントを計算できる。4後3,後4

評価割合

定期試験小テストレポート ・課題口頭発表成果品実技その他合計
総合評価割合80200000100
知識の基本的な理解6020000080
思考・推論・創造への適応力200000020
汎用的技能0000000
態度・志向性(人間力)0000000
総合的な学習経験と創造的思考力0000000