授業科目名
  力学
   Mechanics
時間割番号
0055
担当教員名
  壬生 攻
実務経験
反映科目
学科・年次
  工学部 1年次
科目区分
  自然科学基礎
単位数
2
時間割
  前期 月曜7-8限
授業形態
講義
授業実施方法
  ☑ 対面【一部遠隔の場合あり】
  ☐ 全て遠隔【全授業(テストを除く)をオンデマンドで実施(全オンデマンド型)】
  ☐ 全て遠隔【同時双方向で実施】
  ☐ 全て遠隔【オンデマンド及び同時双方向で実施】
  ☐ 1/2遠隔【全授業のうち、1/2以上を遠隔(オンデマンド又は同時双方向)】

・「全て遠隔」又は「1/2遠隔」に✓のある科目は、遠隔授業の上限単位数60単位に算定されます。
・大学院には遠隔授業における上限単位数はありません。
ディプロマ・ポリシーとの対応
☐ 1. 人間,文化,社会を理解し,それらを技術的観点から考察する能力と技術を新しい生活につなぐ強い使命感・責任感,高い倫理観
☑ 2. 現象の理解・操作のための数理的基礎知識と科学的素養
☐ 3. 国内外の人々と対話できるコミュニケーション力と論理的思考力
☐ 4. (高度工学教育課程のみ)基幹となる専門分野の基盤的な知識・技術とこれによって課題を解決する能力,新たな知識・技術を習得する能力
☐ 4. (創造工学教育課程のみ)基幹となる専門分野の基礎知識と他の分野の知識・技術を関連づけ多面的に見ることで新たな価値を創出する能力
授業の目的・達成目標

【授業の目的】
力学は物理学の最も基本的な科目であり,工学の専門科目を深く理解する能力を身につけるために不可欠な科目である.本講義では,座標系や速度・加速度の定義とニュートンの運動の三法則をもとに,質点から大きさのある物体まで,いろいろな物体の運動を説明する.また,物体の運動を理解する上できわめて有用な三つの力学的保存則を導出する.物体に加わる力を理解し,運動方程式をたて,微分方程式を解くことで物体の運動を解析する論理的な思考能力を身につける.

【達成目標】
(1) 位置・速度・加速度をベクトルで表示し,それらの関係を微積分を使って表すことができる.
(2) 質点や剛体の運動に関するニュートンの運動方程式を微分方程式として表すことができる.
(3) 重力やバネの復元力による物体の運動を解くことができる.
(4) 中心力場における物体の運動を角運動量の保存則やエネルギーの保存則から定性的に説明できる.
(5) 剛体の釣り合いや剛体の簡単な運動を解くことができる.

授業計画

① ガイダンス,運動の表し方 -座標と変位-
② 速度と加速度 -変位の導関数-
③ 運動の法則1 -力と加速度-
④ 運動の法則2 空気抵抗の影響
⑤ 単振動1 -調和振動子とエネルギー積分-
⑥ 単振動2 減衰振動
⑦ 単振動3 強制振動
⑧ 束縛運動 -垂直抗力、抵抗力、張力- 中間試験または中間レポート
⑨ エネルギーと仕事 -エネルギー保存則- 
⑩ 非慣性系での運動 -慣性力、遠心力、コリオリ力
⑪ 衝突と2体問題 -運動量保存則-
⑫ 惑星の運動 -万有引力と角運動量保存則-
⑬ 剛体の基礎の力学 -角運動量、力のモーメント、運動方程式-
⑭ 剛体の平面運動 -慣性モーメント-
⑮ 期末試験とその解説

成績評価の方法

中間試験または中間レポート(20 点)と期末試験(80 点)の合計により評価する.中間レポートでは主として達成目標 (1) ~ (3) に関連する問題を,期末試験では,達成目標 (1) ~ (5) に関連する問題を出題する. 

 
成績評価の基準
秀  達成目標を超えた成果を上げている 100点~90点
優  達成目標に十分達している     89点~80点
良  達成目標に達している       79点~70点
可  達成目標に概ね達している     69点~60点
不可 達成目標に達していない      59点以下

中間試験または中間レポート 20 点,期末試験 80 点の合計 100 点満点で,90 点以上を秀,80 点以上を優,70 点以上を良,60 点以上を可,60 点未満を不可とする.

事前・事後学修等の指示及び履修にあたっての注意事項
この講義では演習を行わないので,講義と連動して開講される「物理学演習Ⅰ」をあわせて受講すること.
事前学習:(120分)
事後学習:(120分)
教科書