【授業の目的】
工学部において，物理学は基本的な科目であり，専門分野の勉強の基礎として重要である．この授業では，基盤教育科目「力学の基礎（物理学）」を理解しているものとして講義する．また，後期に「物理学II」を受講しようと考えている人は，必ず「物理学I」を受講すること．「力学の基礎（物理学）」で学んだ運動の法則を基に質点系について応用し［剛体の力学］について講義する．次に，［振動と波動］について講義する．
大きさを持った，より実際の物体に近いモデルである剛体の運動では回転の運動が加わる．「力学の基礎（物理学）」で学んだ質点の運動を基礎として，剛体の運動方程式を理解することを目的とする．さらに，いくつかの振動現象・波動現象についてその物理学的な考え方と数式的な取り扱い方(運動方程式・波動方程式)を理解することを目的とする．
【授業の到達目標】
1 質点の運動と剛体の運動の相違点を説明できる．【知識・理解】
2 剛体の運動方程式を表現でき，その運動方程式を解いて，剛体の運動を理解することができる．【知識・理解】【技能】
3 振動現象について運動方程式を理解し，特徴や性質を説明できる．【知識・理解】
4 波動方程式を正しく理解し，波の特徴や性質を説明できる．【知識・理解】
【授業概要（キーワード）】
質点系，重心，角運動量，剛体，慣性モーメント，回転の運動方程式，単振動の運動方程式，定常波，波動方程式
【科目の位置付け】
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る。
【SDGs（持続可能な開発目標）】
07.エネルギーをみんなにそしてクリーンに
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
WebClassを併用して，テキスト1 に沿って進めていきます．
・日程
［剛体の力学］
1．ガイダンス
2．質点の運動，運動方程式
3．２体問題，重心，質点系
4．運動量と角運動量： ベクトル積，カのモーメント
5．運動量保存の法則： 衝突，力積
6．重心運動と相対運動： 力学的エネルギー
7．質点系の角運動量： 保存則
8．剛体とそのつり合い： 静止している剛体の条件
9．固定軸の周りの剛体の運動
10．慣性モーメント： 計算方法
11．剛体の平面運動： 運動方程式
［振動と波動］
12．単振動： 単振動の運動方程式
13．弦の振動： 定常波，固有振動
14．波動方程式とその解
15．試験と解説
【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
「質点の力学（物理学）」を理解していることが前提であるが，理解が不足している場合は事前に自習しておくこと．毎回の授業は，板書などとWebClassの教材と並行して進める．
・授業時間外学習（予習・復習）のアドバイス
講義ノートを授業の教材としてWebClassで公開します．
ほぼテキスト1 に沿って進めていくので次回の講義の該当箇所を読んでおくこと．
毎回の授業の WebClassの教材を読んで課題に回答してください．
講義の内容を復習して理解できない点，疑問に思う点を質問できるようにしておくこと．
【成績の評価】
・基準
剛体の運動を理解し，運動方程式を解くことができること．波動方程式を理解し，振動と波動の現象の特徴を説明できることを合格の基準とする。
・方法
WebClassでの各回の課題（20点），レポート（20点），試験（60点）で評価する。成績評価点60点以上を合格とする。
【テキスト・参考書】
＜テキスト1＞小出昭一郎著，「物理学(新装版)」，裳華房
＜テキスト2＞森田・安達・金子・加藤著，「工学基礎 物体の運動」，学術図書出版社
【その他】
・学生へのメッセージ
講義ノートをWebClassで公開します．毎回，簡単な課題を出します．回答してください．
・オフィス・アワー
非常勤なので，授業後３０分程度なら大学にいますので、その間での質問ならば、対面でも可能です。
それ以外の時間は，WebClassのメッセージを使って質問などしてください．
|