物理学Ⅰ
 Physics I
 担当教員:加藤 宏朗(KATO Hiroaki)
 担当教員の所属:工学部非常勤講師
 担当教員の実務経験の有無:
 開講学年:2年  開講学期:前期  単位数:2単位  開講形態:講義
 開講対象:情報・エレクトロニクス学科  科目区分:専門教育科目・選択科目1 
【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】
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】
この講義では,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)を学ぶ.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る.

【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
この授業は習熟度別に,基礎(52015)、発展(52016)の2クラスで開講する.この発展クラスでは実力向上を目指して多くの例題や演習問題を扱う.講義は原則として対面授業とし、WebClassを用いたオンデマンド形式を状況に合わせて実施する.
なお授業で取扱う物理現象は原則として2クラスとも共通である.
・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う.
[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、指定された教科書とWebClass資料を用いて進める。講義中に出題される演習問題を解き、その後教員による解答方法の説明を聞いて自分の答案を自己採点する。そのノートをスマホのスキャンアプリ等で画像化して保存し、WebClassにアップロードする.
・授業時間外学習(予習・復習)のアドバイス
(予習)授業計画に示された次回の講義箇所について、教科書を読んで予習すること.
(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ること.

【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ある.
・方法
達成目標の項目についての理解度を確認する中間テスト(約40%)と期末テスト(約60%)の合計を100点満点として評点し,60点以上の基準を満足したものを合格とし,単位認定される.

【テキスト・参考書】
この授業ではテキスト(教科書)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』を使用する.

【その他】
・学生へのメッセージ
力学を専門としない情報・エレクトロニクス学科の学生にも理解できるよう分かりやすい授業を心掛けますが,できる限り自学自習によって教科書とWebClass資料をマスターする姿勢が大切です.
また、WebClassへの登録と履修登録が矛盾しないように気をつけて下さい.
・オフィス・アワー
授業に関する学生からの質問は,各回の授業終了後又はWebClass(時間割コード:52016)の「メッセージ」で受け付けます.

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