【授業の目的】
学習・教育到達目標(A)「工学の基礎力(微積分学関連科目)」(CP1):機械工学とは,力学を物質の三態に合わせて適用し,工業技術に応用する 学問です。このため,機械工学全般に通用する基礎力学が必要になります。 学習・教育到達目標(F)「自主的・継続的学習能力」(CP1):機械工学基礎Iでは,力学の基礎および工業技術に応用するための手法としての微分 ・積分学の基礎と応用方法を学びます。
【授業の到達目標】
(1)学習・教育到達目標(A)「工学の基礎力(微積分学関連科目)」(DP7)高校までの数学知識と,物理現象や法則との関わりを,例を挙げて説明 できること。 (2)学習・教育到達目標(A)「工学の基礎力(微積分学関連科目)」(DP7):高校までに学習した関数の微分積分を自由に計算できること。 (3)学習・教育到達目標(A)「工学の基礎力(微積分学関連科目)」(DP7):基礎的な微分方程式を導出し,それを解けること。 (4)学習・教育到達目標(F)「自主的・継続的学習能力」(DP9):示された課題を理解し,自主的にそれを解いて期限内に提出することができるこ と。
【授業概要(キーワード)】
力学の基礎,運動の法則,力学的エネルギー,機械工学,微分方程式
【学生主体型授業(アクティブラーニング)について】
A-1.ミニッツペーパー、リフレクションペーパー等によって、自分の考えや意見をまとめ、文章を記述し提出する機会がある。:1~25%
【科目の位置付け】
学習・教育到達目標(A)「工学の基礎力(微積分学関連科目)」(CP1, DP7), 学習・教育到達目標(F)「自主的・継続的学習能力」(CP1, DP9)を養成するための科目です。
【SDGs(持続可能な開発目標)】
04.質の高い教育をみんなに 09.産業と技術革新の基盤をつくろう
【授業計画】
・授業の方法
講義と演習を交互に行う1回90分の授業を15週にわたり行います. 力学のほか,「機械工学の基礎」として大学4年間で学ぶ機械工学の概要についても説明します.
・日程
第1週…三角比とベクトル(第1章)力のつりあい(第2章)運動の表し方(1)(第3章) 第2週…運動の表し方(2)(第4章)問題演習(第5章) 第3週…運動の法則(第6章)運動の法則の適用(第7章) 第4週…摩擦力・抵抗力(第8章),問題演習(第9章) 第5週…仕事とエネルギー(第10章) 第6週…機械工学の基礎(1) 第7週…機械工学の基礎(2) 第8週…力学的エネルギー保存の法則(1)(第11章) 第9週…力学的エネルギー保存の法則(2)(第12章) 第10週…非保存力とエネルギー(第13章) 第11週…三角関数(第17章)単振動(第18章)振動運動(第19章) 第12週…等速円運動(第20章)万有引力(第21章)円運動・見かけの力(第22章) 第13週…回転運動と角運動量(第23章)問題演習(第24章) 第14週…機械工学の基礎(3) 第15週…機械工学の基礎(4)
【学習の方法・準備学修に必要な学修時間の目安】
・受講のあり方
(1)可能な限り,授業中に質問をすること(他の学生のためにもなる)。 (2)わからないところをそのままにしない。必ず,質問をすること。 (3)予習と復習をすること.
・授業時間外学習(予習・復習)のアドバイス
あらかじめ授業計画で指定されたテキストの箇所,事項などに目を通して授業にのぞむこと。復習として,毎回出題される課題をきちんと自分で解 いてみること。さらに参考書で類似の問題を解いてみること。
【成績の評価】
・基準
(1)高校までの数学知識の現象論的意味合いを理解し,説明できる。 (2)微分積分を自由に計算でき,力学との関係を把握し,説明できる。 (3)物理的事象と数学の関数との関係を理解し,説明できる。 (4)基礎的微分方程式の導出および解法ができる。
・方法
レポート課題20点×5回=100点満点のうち60点以上を合格とする.
【テキスト・参考書】
テキスト: 高橋正雄,"講義と演習" 理工系「基礎力学」,共立出版 (2017) なお,このテキストは機械工学基礎Ⅱでも使います
【その他】
・学生へのメッセージ
高校の数学知識を前提として講義を行なうので,安心して受講してください。また,私たちの生活や身の回りの出来事を表現する"道具"として力学 を理解してください。工学は実践して初めて有効になります。そのための基礎である力学と数学は,計算を行い,グラフ・図形を描いて体感しなが ら学習することが重要です。授業中に生じた疑問やわからない点はそのままにしないでどんどん質問すること。予習復習も忘れずに
・オフィス・アワー
(1)授業終了後(時間が限られています)に受け付けます。 (2)E-mail: muramatu@yz.yamagata-u.ac.jp にていつでも受付ます。
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