【授業の目的】
物理学の基礎となるニュートン力学および現代物理学の基礎となる解析力学への理解を深めるため、基本的な演習問題を実際に自分の手で解くことを通じて基礎概念の定着をはかることを目的とする。
【授業の到達目標】
1)ニュートン力学の基本的な問題が解け、基本的な概念を理解し、説明できる。【知識・理解】 2)解析力学の基本的な問題が解け、基本的な概念を理解し、説明できる。【知識・理解】
【授業概要(キーワード)】
ニュートン力学、運動方程式、解析力学、ラグランジュ形式、ハミルトン形式、問題演習
【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% B-1.学生同士の話し合いの中で互いの意見に触れる機会がある。:1~25% C-1.自分の意見をまとめて発表する機会がある。:26~50% D-1.演習、実習、実験等を行う機会がある。:26~50%
【科目の位置付け】
選択したコースカリキュラムの専門的知識を身につけ、その分野の先端的な研究内容を理解し、説明できる能力を身につける。さらに、選択したコースカリキュラム以外の幅広い理学の基礎的知識を身につけるための科目である。(理学部理学科ディプロマ・ポリシー参照) なお、本演習は「力学」および「解析力学」の講義を受講していることを前提にして行う。
【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
演習問題は事前に配布します。学生は予習をしておいて下さい。授業では最初に学生(希望者)が解答を書き、解説をします。その後教員が解説を行います。また、適宜小テストを行います。
・日程
(第1回)古典力学を学ぶための数学的準備 (第2回ー第3回)運動の記述(位置、速度、加速度)、運動方程式 (第4回ー第5回)運動量保存、力学的エネルギーの保存 (第6回ー第7回)中心力、質点系の力学 (第8回ー第9回)剛体の力学、変分法 (第10回ー第11回)Lagrangeの運動方程式、微小振動 (第12回ー第13回)Hamiltonの正準方程式、正準変換 (第14回)Hamilton-Jacobiの方程式 (第15回)試験とまとめ 学生の理解状況によっては日程の調整が行われる可能性があります。
【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
演習内容をノートに筆記して内容の理解に努めるようにしてください。また、積極的に発表、質問するようにしてください。
・授業時間外学習(予習・復習)のアドバイス
1)予習・復習などに必要な学修時間の目安は4時間/週です。 2)問題は事前に配布するので、予習をして疑問点を明らかにしておいてください。 3)小テストを数回行うので、しっかりと復習をしてのぞんでください。
【成績の評価】
・基準
ニュートン力学および解析力学の概念や基本法則を理解し、基礎的な問題が解けることが合格の基準です。
・方法
演習での発表(約20%)、小テストの点数(約50%)、および期末テストの点数(約50%)の合計をもって評点とします。
【テキスト・参考書】
参考書:「力学」 植松恒夫 学術図書出版社 参考書:「物理入門コース1 力学」 戸田盛和 岩波書店 参考書:「物理入門コース2 解析力学」 小出昭一郎 岩波書店 参考書:「力学」 ランダウ、リフシッツ 東京図書 参考書:「古典力学 (上)、(下)」 ゴールドスタイン 吉岡書店 参考書:「解析力学・量子論」須藤靖 東京大学出版会
【その他】
・学生へのメッセージ
問題は事前に配りますので必ず予習をして疑問点を明らかにしてから受講してください。授業内での積極的な発表をお願いします。理解できない点は、適宜、ご質問ください。
・オフィス・アワー
WebClassに質問用の掲示板を設置しますのでそちらをご利用ください。
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