【授業の目的】
機械工学の基礎として、振動、波動現象は重要である。物理学における振動と波動についての概念とその運動方程式や波動方程式の理解を深めることを目的とする。
【授業の到達目標】
振動、波動現象を基本的に理解するために、その数式としての基本的表現と解析をすることができる。 具体的には、質点、質点系と連続体の振動と波動について、運動方程式が立てられ、解けるようになる。 これらの数式による結果の表現から、現象が読めるようになり、物理的な物の見方、考え方を身につける。
【授業概要(キーワード)】
ニュートン力学,振動、波動,干渉,回折,波動方程式
【科目の位置付け】
機械工学の基礎能力をつける科目 機械システム工学科の学習・教育目標におけるAに対応する。
【授業計画】
・授業の方法
数式の取扱いは丁寧に行い,数学のために物理現象が理解できないと言うことの無いようにする。基礎力の充実を目指して,扱う物理現象をできるだけ少なくし,丁寧な解説と問題の演習を中心に行う。
・日程
[力学基礎、ベクトル] 1. ベクトルの解析と微分方程式の基礎 2. 質点力学の基礎(質点、速度、等速円運動、加速度、ニュートンの運動の法則、放物運動) 3. 弾性体の基礎、流体の基礎 [振動と波動] 4. 単振動とその合成 5. 減衰振動 6. 強制振動と共鳴現象 7. 連成振動、座標変換、基準振動 8 .「中間試験と解説」 9. 孤立体の振動から連続体の振動へ 10. 弦の振動と棒を伝わる縦波 11. 波動方程式とその解―波動と境界、波面 12. ホイヘンスの原理と光の反射屈折、フェルマーの原理と光学距離 13. 光の干渉 14. 回折,回折格子,X線回折 15. 「期末試験と解説」
【学習の方法】
・受講のあり方
この講義用のノートを一冊準備し,問題の解法や計算,板書および注意事項など書く。補習であるので,「物理学 I 」の内容は学んだことがあるはずである.板書は少なくし,具体的に問題を解き理解の度合いを確認する.
・授業時間外学習へのアドバイス
必ず復習し,理解を深めること。理解できないことは参考書等で調べ,何が理解できないのか,ノートに補足説明などを書くこと。分からないままにせず,次回に質問すること。
【成績の評価】
・基準
中間テスト,または,演習のレポートと期末テストで評価し,60%以上を合格とする。
・方法
中間テスト,または,演習のレポートと期末テストの結果を総合し成績を決定する。
【テキスト・参考書】
テキスト: 小出昭一郎 「物理学(三訂版)」 (裳華房) 参考書: 松平升 他 「理工教養 物理学 Ⅰ」 (培風館), 川村康文「確実に身につく 基礎物理学(上) 力学・熱力学・波動」(ソフトバンククリエイティブ), 阿部龍蔵 「力学・解析力学(岩波基礎物理シリーズ(1))」 (岩波書店)
【その他】
・学生へのメッセージ
現象をよく観察し,いきなり解を求めないで,自分の知識をもとに考えを積み上げ,現象を理解するようにしよう。 分からないことを溜めないこと。必ず復習をする。計算,演算は自分でやってみること。
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