【授業の目的】
工学の基礎である物理学への理解を深めるために,力学についての基本的な知識を得ることを目的とする。まず,質点の力学で学んだことを簡単に復習した後,複数の質点から構成される「質点系」や,有限の大きさをもつ「剛体」の力学について学習する.
【授業の到達目標】
(1) 質点系の運動量保存則を理解し、二つの質点が衝突した後の運動を計算できる.【知識・理解】 (2) 質点系の重心運動と相対運動を理解し、力や運動エネルギーが計算できる.【知識・理解】 (3) 質点系の角運動量保存則を理解し、力のモーメントが計算できる.【知識・理解】 (4) 剛体の回転運動を理解し、慣性モーメントの意味が説明できる.【知識・理解】 (5) 種々の形状をした剛体の慣性モーメントが計算できる.【知識・理解】 (6) 剛体の回転運動を運動方程式から求めることができる.【知識・理解】
【授業概要(キーワード)】
質点系、剛体、角運動量、慣性モーメント、力のモーメント、運動量保存則
【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】
この講義は,本学のDP3(1)および(2)、工学部情報・エレクトロニクス学科のCP1(1)に対応し、工学の基礎としての物理学(力学)を学びます。また、基盤教育科目「力学の基礎(物理学)」,専門教育科目「物理学基礎」,「物理学I」,「物理学II」の4科目を学ぶことによって,体系化された物理学を理解できるようになっています.
【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
この授業は原則として対面授業とし、ZOOMによるオンライン形式とWebClassを用いたオンデマンド形式を状況に合わせて実施します.
・日程
この授業は原則として毎週金曜日7〜8校時、以下のテーマと順序で行います。 [1]プレースメントテストおよびその解説 [2]ニュートンの法則 [3]自由落下運動 [4]束縛運動,単振り子,単振動 [5]運動量と保存則 [6]力のモーメントと角運動量 [7]質点系の運動方程式 [8]2個の質点の衝突 [9]質点系の重心 [10]中間試験とその解説 [11]剛体と質点系の比較 [12]慣性モーメント [13]各種剛体の慣性モーメントの導出 [14]剛体の運動方程式 [15]期末試験とその解説
【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
授業は,教科書とWebClass資料に沿って進めて行きます.指定されているテキストを購入し,WebClass資料と授業で示されるパワーポイント資料を参考にしながら講義内容をノートに筆記するなどして内容の理解に努めて下さい.
・授業時間外学習(予習・復習)のアドバイス
(予習)この授業を理解するためには、「質点の力学(物理学)」を理解していることが前提ですが,理解不足を感じる場合は事前に自習して下さい.また、教科書とWebClass資料の次回の講義箇所を読んで予習して下さい. (復習)扱った例題や演習問題の内容を完全に理解できるように復習し、授業の宿題として指定された問題は必ず提出するとともに,テキストやWebClass資料に目を通して,内容の適切な理解に努めてください.
【成績の評価】
・基準
授業の到達目標で示した6つの項目について、授業を通して得られた知識と経験に基づき、主体的に与えられた問題設定に適応して、ニュートンの運動方程式を正しく定式化し、その微分方程式を解くことによって、物体の運動状態を正しく計算できることが合格の基準です.
・方法
科目の達成目標に記載の項目について試験等を行ない,以下の基準を満足したものを合格とします.評価項目とする、提出物(約20%)、中間テスト(約40%)と期末テスト(約40%)の合計を100点満点として評点し,60点以上が単位認定されます.
【テキスト・参考書】
この授業ではテキストとして『森田博昭・安達義也・加藤宏朗・金子武次郎「工学基礎・物体の運動」学術図書出版社』を使用します. この授業の参考書として『中島龍也「WebClass資料」』、『永田一清「新・基礎 力学」サイエンス社』および『永田一清,佐野元昭,轟木義一「新・基礎 力学演習」サイエンス社』があります.
【その他】
・学生へのメッセージ
高校で物理を学んでいない学生にも理解できる講義を行います。 なお、講義で理解できなかった点や、疑問に思ったことは積極的に質問にくること。
・オフィス・アワー
質問などがある場合は,Webclassのメッセージを利用してください。対面授業では、講義終了後に直接問い合わせてください。
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