到達目標
1. ばね質量1自由度系の自由振動について，運動方程式(微分方程式)とその解を求め，特性を理解できる．
2. 剛体の自由振動について回転の運動方程式を理解する．
3. 減衰のあるばね質量系の1自由度系の自由振動について，運動方程式(微分方程式)とその解を求め，特性を理解できる．
4. 強制加振力を受ける1自由度系について，周波数応答特性を理解し，振動の伝達と防振に応用できる．
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 | ばね質量1自由度系の自由振動について，運動方程式(微分方程式)とその解を求め，特性を理解できる． | ばね質量1自由度系の自由振動について，運動方程式を立てることができる． | ばね質量1自由度系の自由振動について，運動方程式を立てることができない． |
| 評価項目2 | 剛体の自由振動について回転の運動方程式を理解し，その解を求め，特性を理解できる． | 剛体の自由振動について回転の運動方程式を立てることができる． | 剛体の自由振動について回転の運動方程式を立てることができない． |
| 評価項目3 | 減衰のあるばね質量系の1自由度系の自由振動について，運動方程式(微分方程式)とその解を求め，特性を理解できる． | 減衰のあるばね質量系の1自由度系の自由振動について，運動方程式を立てることができる． | 減衰のあるばね質量系の1自由度系の自由振動について，運動方程式を立てることができない． |
| 評価項目4 | 強制加振力を受ける1自由度系について，周波数応答特性を理解し，振動の伝達と防振に応用できる． | 強制加振力を受ける1自由度系について，運動方程式を立てることができる． | 強制加振力を受ける1自由度系について，運動方程式を立てることができない． |
学科の到達目標項目との関係
教育プログラムの学習・教育到達目標 3-3
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本科（準学士課程）の学習・教育到達目標 3-c
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JABEE 2.1(1)④
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教育プログラムの科目分類 (3)④
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JABEE（2012）基準 2.1(1)④
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教育方法等
概要:
物体の運動について運動方程式を立て，機械の振動現象をモデル化し，振動を防止するための方策を理解することを目標とする．
授業の進め方・方法:
数学，物理および工業力学，材料力学の知識を必要とする．本科目を修得することで機械工学の4大力学の一つをマスターすることになる．
注意点:
講義の内容をよく理解するために，毎回，予習や演習問題等の課題を含む復習として，60分以上の自学自習が必要である．理解状況を把握するために適宜小テストや宿題を課すので，講義内容をよく理解すること．疑問点があれば，その都度質問すること．
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 |
1-1．剛体の運動1 |
角運動量の意味を理解し，単純な形状の慣性モーメントを計算することが出来る．
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| 2週 |
1-1．剛体の運動2 |
剛体の回転の運動について運動方程式を立て，それを解いて回転体の回転速度や振り子の固有角振動数などを求めることが出来る．
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| 3週 |
2-1．単振動 |
単振動の内容について理解し，振動の振幅や周期など基本的な振動や波動の量を計算することが出来る．
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| 4週 |
2-2．組み合わせばね |
様々な組み合わせばねの等価ばね定数を求めることが出来る．
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| 5週 |
2-3．ばね定数1 応力とひずみとフックの法則 |
ばね定数の計算において重要となる材料力学の考え方の基本である伸びと荷重，応力とひずみの関係をフックの法則に基づいて理解することが出来る．
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| 6週 |
2-4. ばね定数2 ねじり変形 |
ねじりばね定数の計算においてコイルばねや梁の弾性変形について材料力学の考え方に基づいて理解することが出来る．
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| 7週 |
2-5. ばね定数3 棒の変形 |
ばね定数の計算において棒の弾性変形について材料力学の考え方に基づいて理解することが出来る．
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| 8週 |
2-6．ばね定数4 梁の曲げ |
ばね定数の計算において梁の弾性変形について材料力学の考え方に基づいて理解することが出来る．
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| 2ndQ |
| 9週 |
2-7．粘性減衰係数の求め方 |
粘性減衰係数を求める為に流体力学の基本を示しながら流体の粘性による減衰のメカニズムを理解することが出来る．
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| 10週 |
2-8．1自由度系の固有振動数 |
各種ばね質量系の固有振動数を運動方程式を解いて求めることが出来る．
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| 11週 |
2-9. 1自由度系の自由振動 |
ばね質量系の1自由度系の自由振動について，運動方程式(微分方程式)とその解を求め，特性を理解出来る．
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| 12週 |
2-10. 1自由度系の減衰自由振動1 |
減衰のあるばね質量系の1自由度系の自由振動について，運動方程式(微分方程式)とその解を求め，特性を理解出来る．
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| 13週 |
2-11. 1自由度系の減衰自由振動2 |
測定された振動波形から減衰比を計算する手法を理解することが出来る．
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| 14週 |
3-1. 1自由度系の強制振動1 |
強制加振力を受ける1自由度系について，周波数応答特性を理解することが出来る．
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| 15週 |
3-2. 1自由度系の強制振動2 |
強制変位を受ける1自由度系について，周波数応答特性を理解することが出来る．
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| 16週 |
―前期期末試験―
試験答案の返却・解説 |
授業項目1-1.～3-2. について達成度を確認する．
試験において間違えた部分を自分の課題として把握する．
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| 後期 |
| 3rdQ |
| 1週 |
3-3. 1自由度系の強制振動3 |
強制加振力を受ける減衰のある1自由度系について，周波数応答特性を理解し，振動の伝達と防振に応用できる．
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| 2週 |
3-4. 1自由度系の強制振動4 |
強制変位を受ける減衰のある1自由度系について，周波数応答特性を理解し，振動の伝達と防振に応用できる．
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| 3週 |
3-5. １自由度系の強制振動5 |
床に据え付けられた機械の振動による力の伝達係数について計算することが出来る．
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| 4週 |
3-5. １自由度系の強制振動6 |
任意波形の周期的外力を受ける１自由度系の強制振動の解を求めることが出来る．
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| 5週 |
3-6. １自由度系の強制振動7 |
電気回路のLC共振現象と１自由度系の強制振動との類似性を理解することが出来る．
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| 6週 |
4-1. 2自由度系の自由振動1 |
2自由度系の自由振動について連成問題として理解することが出来る．
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| 7週 |
4-2. 2自由度系の自由振動2 |
2自由度系の自由振動について初期条件を満足するように解を定めることが出来る．
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| 8週 |
4-2. 2自由度系の自由振動3 |
自動車のモデル化として回転の運動と並進運動の連成振動として解を得ることが出来る．
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| 4thQ |
| 9週 |
4-3. 2自由度系の強制振動・動吸振器4 |
２自由度系の強制振動の共振曲線を描き，動吸振器の意味を理解することが出来る．
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| 10週 |
4-4. 2自由度系の強制振動・動吸振器5 |
減衰のある２自由度系の強制振動の共振曲線を描き動吸振器の意味を理解することが出来る．
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| 11週 |
5-1. 連続弾性体の振動1 |
連続体として弦の振動現象から波動方程式を導くことが出来る．
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| 12週 |
5-2. 連続弾性体の振動2 |
弦の振動において初期条件を満足するような変位の解を求めることが出来る．
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| 13週 |
5-3. 連続弾性体の振動3 |
棒の縦振動について運動方程式とその解を求めることが出来る．
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| 14週 |
5-4. 連続弾性体の振動4 |
ねじり振動について運動方程式とその解を求めることが出来る．
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| 15週 |
5-5. 連続弾性体の振動5 |
梁の振動について運動方程式とその解を求めることが出来る．
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| 16週 |
―後期期末試験―
試験答案の返却・解説 |
授業項目3.～4．について達成度を確認する．
試験において間違えた部分を自分の課題として把握する．
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評価割合
| 試験 | 小テスト・レポート | 授業態度 | 合計 |
| 総合評価割合 | 70 | 30 | 0 | 100 |
| % | 70 | 30 | (-20) | 100 |