工業力学

科目基礎情報

学校 鹿児島工業高等専門学校 開講年度 令和03年度 (2021年度)
授業科目 工業力学
科目番号 0037 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: 1
開設学科 機械工学科 対象学年 2
開設期 後期 週時間数 2
教科書/教材 初歩から学ぶ基礎物理学「力学Ⅰ」 大日本図書
担当教員 小田原 悟

目的・到達目標

物理Ⅰで学習した力学分野をさらに機械工学の分野の問題に応用できるよう橋渡しをする.機械工学を学ぶには,先ず,物体の運動や現象を解析的に捉える目を養う必要がある.その基礎として様々な機械部品に作用する荷重を求める方法を身につける.直感的に理解できる問題を静的つりあいの式を用いて解く方法を理解する.運動方程式を用いて物体の運動を解いて現実の現象を理解する.

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複数個の力が作用する構造体の静止状態において,力のつり合いから荷重を求められる.力の作用する場における力のつり合いを求められる.作用力の関係に基づく力の図示ができない.さらに,二次元座標に力を分解できない.
評価項目2物体に作用する摩擦力を正しく把握し,運動方程式を立てて物体の運動を解析できる.物体に作用する摩擦力を正しく把握し,与えられた運動方程式から物体の運動を解析できる.物体に作用する摩擦力を正しく把握できない.また,与えられた運動方程式から物体の運動を解析できない.
評価項目3円運動の基本である角速度,周期,遠心力などの内容を理解し,単振動の基本まで理解できる.円運動の基本である角速度,周期などの内容を理解し,遠心力を求めることができる.円運動の基本である角速度,周期,遠心力などの内容を理解できない.単振動の基本が理解できない.

学科の到達目標項目との関係

本科(準学士課程)の学習・教育到達目標 3-c 説明 閉じる

教育方法等

概要:
工業力学では静的な力学を学ぶ.複数の荷重が作用する物体のつりあいの式を立てて,荷重を決定する手段を身につける.さらに,基本的な形状の重心を求めるなど微分積分を用いた計算方法に慣れる.
授業の進め方と授業内容・方法:
テキストの例題に基づいて授業を進めるのでノートに板書して理解を深めること.授業は指名されたらそのノートを使って説明出るようになっておくこと.授業では課題の問題解法の説明をしてもらい,質問をしたり,受けたりしつつ双方向で理解の深度を確認しながら進めていく.
注意点:
数学の微分積分の理解が予め必要です.また,毎回授業の最後に学習内容の確認小テストを実施します.実力を確認する為の試験を行い成績に加えます.予習に自学学習の時間を多く充ててください.

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・方法 週ごとの到達目標
後期
3rdQ
1週 ガイダンス シラバスの説明
工業力学で使用する数学公式
2週 力の単位 SI単位で力の単位を説明できる.
力と重さの違いが説明できる
3週 力の合成と分解 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週 力のつりあい 静力学の問題解法を説明できる
5週 重力とは何か? 重力加速度と重力の意味を理解し,計算できる.
6週 摩擦力 摩擦力と垂直抗力,及び,摩擦係数の関係を説明できる.
7週 ニュートンの運動の法則の導入 ニュートンの運動の3法則について理解する.
8週 運動方程式の導入 斜面を滑る物体の運動を解析することが出来る.
4thQ
9週 運動方程式の応用 投射の問題を運動方程式を用いて解くことが出来る.
10週 運動方程式の応用 滑車の問題を運動方程式を用いて解くことが出来る.
11週 仕事と動力 仕事・動力の意味を理解し,計算できる.
12週 運動エネルギーと位置エネルギー エネルギー保存の法則を用いて斜面を滑る物体や回転運動をする物体の速度を計算出来る.
13週 初期値問題 初期条件から物体の運動を推定する方法を学ぶ.
14週 円運動 回転速度,角速度,周期などの関係が分かること.
15週 遠心力 カーブを走行する車に生じる遠心力を計算できる.
16週 復習と試験 達成度を確認する.

評価割合

試験小テスト・レポート課題相互評価授業態度(-20)ポートフォリオその他合計
総合評価割合70300000100
基礎的能力70300000100