力学の基礎(物理学)
 Basic Mechanics (Physics)
 担当教員:大野 寛(OHNO Hiroshi)
 担当教員の所属:理学部非常勤講師
 担当教員の実務経験の有無:
 開講学年:1年,2年,3年,4年  開講学期:前期  単位数:2単位  開講形態:講義(一般・発展)
 開講対象:  科目区分: 
【授業の目的】
物理学は自然科学,工学など理工系の学問を支える重要な柱の一つであり,力学はその根幹をなす分野である。この授業では,理工系の専門教育を受けるために必要な物理の基礎学力を培うことを目的として,「力学」を基礎から学ぶ。

【授業の到達目標】
(1) 力と運動に関する概念と基本法則を系統的に理解し,説明できる。【知識・理解】
(2) 基本法則を利用して直線運動等の基礎となる運動を説明できる。【知識・理解】
(3) エネルギー・運動量・角運動量などの物理量とその保存則を理解し,力学現象の説明に適用できる。【知識・理解】
(4) 必要な数学(微分積分,ベクトル等)を習得し,基本法則と運動の記述に使用できる。【知識・理解】

【授業概要(キーワード)】
力学,物体の運動,運動の法則,物理量,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-2.小レポート等により、事前学習(下調べ、調査等含む)が必要な知識の上に思考力を問う形での文章を記述する機会がある。:1~25%

【科目の位置付け】
理工系分野を専門とする学生が専門教育科目を学ぶために必要な物理「力学」の基礎知識と数学的手法を身につけることをねらいとする。

【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
通常の講義形式で,テキストに基づいて内容を板書しながら授業を進める。取り扱う項目とその内容は,重要性と進度に応じて,テキストのなかから取捨選択する。適宜,(レポート)課題を出題して内容の理解レベルを確認する。
・日程
 全15回の授業で,次の内容を扱う。
・ ベクトル(成分表示,単位ベクトル,ベクトルの大きさ,スカラー積)
・ 微分と積分(三角関数,指数関数,対数関数)
・ ベクトル量としての力,速度・加速度
・ 運動の法則
・ 運動方程式(微分方程式)とその解法
・ 自由落下,放物運動
・ 運動量と力積
・ 運動量の保存
・ 単振動(ばね,振り子),減衰振動
・ 仕事と運動エネルギー
・ 保存力と位置エネルギー
・ 力学的エネルギーの保存
・ 回転運動と角運動量

【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
指定したテキストに基づいて授業を進めるので,できるだけテキストを自習して受身の姿勢で受講しないように努める。理解を助けるために,板書の単なる筆写だけでなく,内容をまとめた自家用ノートを作成する,演習問題を自分で解くなどする。
・授業時間外学習(予習・復習)のアドバイス
予習として,毎回の授業で扱うテーマについてテキストや参考書にあらかじめ目を通す。
 復習として,授業で学んだ概念と法則を確実に身につけるために,テキストの演習問題などを紙と鉛筆を使って実際に解いて内容の理解を深める。
 授業ですべてのことを扱えるわけではないので,テキストを読み通して質点系の力学全体を体系的に学習する。

【成績の評価】
・基準
力学に関する物理量と基本法則を理解し,簡単な問題を解く力を身につけていることを合格の基準とする。
・方法
レポート課題を複数回出題し,期末に筆記試験を行う。基本的には,筆記試験(50%),レポート課題(50%)の重みで評点とする。

【テキスト・参考書】
テキスト:原 康夫著,「基礎物理学シリーズ 力学 〈第2版〉」,東京教学社
参考書: 原 康夫著,「数学といっしょに学ぶ 力学」,学術図書出版社

【その他】
・学生へのメッセージ
高校で物理と数学Ⅲを履修していることを前提にはしない。しかし,高校物理のリメディアルを目的とする授業科目ではない。所属学部での専門教育科目履修に必要となる物理,特に「力学」の基礎学力を習得することを目指す。
・オフィス・アワー
質問等は各回授業の前後で対応する。また、WebClassを利用した質問には随時対応する。

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