一般力学

科目基礎情報

学校	都城工業高等専門学校	開講年度	令和04年度 (2022年度)
授業科目	一般力学
科目番号	0043	科目区分	専門 / 選択
授業形態	講義	単位の種別と単位数	学修単位: 2
開設学科	機械電気工学専攻	対象学年	専2
開設期	後期	週時間数	2
教科書/教材	教科書は特に指定しない。プリントを配布し、各テーマに対応した参考書を適宜指示する。主な参考書としては、戸田盛和著「いまさら一般力学」（丸善）978-4621042267、「一般力学３０講」（朝倉書店）978-4254136319
担当教員	若生 潤一

到達目標

1) 力学の基礎知識を確認する。
2) 力学の基礎知識を使いこなし、実際的な問題を解決する手法を習得する。
3) ブラウン運動、カオス的運動についての基礎概念を理解する。
4) 実験で扱われる諸現象とその背後にある法則を説明できること。
5) 実験結果を正確に提示し、それについて考察したことを明解な文章で表現できること。

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。
評価項目1	多くの物理概念・物理量を含んだ問題を解くことができる。	物理量の意味をイメージでき、説明することができる。物理量を計算し、単位付きで表示することができる。	物理量の定義を一部は説明することができる。定義式を用いた特定の計算はできる。	A　・　B　・　C
評価項目2	様々な物理法則を数式を用いて説明することができる。それらを用いて発展的な問題を解くことができる。	様々な物理法則を数式を用いて説明することができる。それらを用いて基礎的な問題を解くことができる。	様々な物理法則の概要を説明することができる。	A　・　B　・　C
評価項目3	実験装置のしくみや実験の原理を説明することができる。測定データから表やグラフを作成し、物理法則を用いて分析し、考察をすることができる。	実験装置のしくみや実験の原理を説明することができる。測定データから表やグラフを作成し、物理法則を用いて分析することができる。	実験装置のしくみや実験の原理を説明することができる。レポートに測定データを提示し、測定データから表やグラフを作成することができる。	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 B （科学と工学の知識を駆使して技術的問題を解決し，新規生産技術をデザインできる優れた知性を有する技術者の育成）

JABEE c （数学，自然科学および情報技術に関する知識とそれらを応用できる能力）

JABEE d （該当する分野の専門技術に関する知識とそれらを問題解決に応用できる能力（分野別要件））

教育方法等

概要:

本科で習得した力学の基礎知識を踏まえて、より広範な自然現象を力学に基づいて理解できるようになることを目標とする。重力のもとでの運動、衝突、摩擦、振動、回転などの基礎的で重要な現象について、基礎的な事柄を復習した上でより発展的な問題を考えていく。また、ブラウン運動、カオス的運動についての初等的な知識を身に付ける。実験により物理現象の理解をさらに深めるとともに、レポート提出を通じて実験結果を考察し、文章により表現する力を発展させる。

授業の進め方・方法:

事後学習として、宿題に取り組み提出すること。レポート課題をやること。

注意点:

授業は演習を主として進められるので、積極的に取り組むこと。

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。　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　・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。
　・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。
　　・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

授業計画

		週	授業内容	週ごとの到達目標
後期
	3rdQ
		1週	1. 最速降下線	運動の法則について復習し、重力を利用して２地点を移動するときの最速の道筋について考える。最適化問題の扱い方を学ぶ。
		2週	1. 最速降下線	最適化問題の一つの例として、幾何光学におけるフェルマーの原理を考える。
		3週	2. 吊り橋の形	力の釣り合いについて復習し、吊り橋の形状について考えることを通して、連続体における力の釣り合いについて学ぶ。
		4週	2. 吊り橋の形	応用問題として円柱に巻かれた紐にはたらく静止摩擦力の性質を予測し、実験により検証する。
		5週	3. 衝突	運動量保存則、弾性衝突と非弾性衝突について復習し、多段式垂直衝突球の仕組みについて考える。
		6週	4. ブラウン運動	決定論的な運動法則のもとで見られる確率的な運動について、ブラウン運動を例として学ぶ。
		7週	4. ブラウン運動	アインシュタインによるブラウン運動についての理論を学ぶ。
		8週	中間試験 試験答案の返却および解説	試験問題の解説
	4thQ
		9週	4. ブラウン運動	ブラウン運動の観察実験を行い、ランダムな揺らぎを示すデータの統計処理の方法を学ぶ。
		10週	4. ブラウン運動	ブラウン運動の観察実験を行い、ランダムな揺らぎを示すデータの統計処理の方法を学ぶ。
		11週	5. 惑星の運動	万有引力の法則、ケプラーの法則、惑星運動や関連する宇宙に関する現象について考える。
		12週	6. 自励振動	自励振動の例としてスティック・スリップ運動について学ぶ。
		13週	6. 自励振動	様々な自励振動の例を理解する。特に自励振動と関連する事故について学び、その原因を考える。
		14週	7. カオス	カオス的運動の出現とその意味について、2重振り子、乱流などの例により学ぶ。
		15週	7. カオス	カオス的運動の特徴についてさらに深く学ぶ。
		16週	試験答案の返却および解説	試験問題の解説及びポートフォリオの記入

評価割合

	試験	レポート	宿題	態度	ポートフォリオ	その他	合計
総合評価割合	80	15	5	0	0	0	100
基礎的能力	50	9	3	0	0	0	62
専門的能力	15	3	1	0	0	0	19
分野横断的能力	15	3	1	0	0	0	19