- 開講元
- 理工系教養科目
- 担当教員名
- 綿引 芳之
- 授業形態
- 講義
- メディア利用科目
- 曜日・時限(講義室)
- 金3-4(H103)
- クラス
- N
- 科目コード
- LAS.P101
- 単位数
- 1
- 開講年度
- 2016年度
- 開講クォーター
- 1Q
- シラバス更新日
- 2016年4月27日
- 講義資料更新日
- -
- 使用言語
- 日本語
- アクセスランキング
-
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講義の概要とねらい
本講義では運動方程式による物体の運動の記述から始めて、質点の運動の基礎を講義する。
力学は自然を理解するための重要な学問である。また、専門コースでの理学、工学、生命科学を学ぶ上での必須の基礎学問である。本講義では運動の法則と運動の数学的記述を修得し、これを基に質点に関する力学現象を理解し、未知の力学問題を解く能力を養う。
到達目標
本講義を履修することにより、以下の知識と能力を修得する。
1) 速度、加速度、運動量、角運動量、力、力のモーメント、仕事、エネルギーなどの概念を正しく理解し、数学的に表現できる。
2) 運動の3法則と、これから導かれる保存則（運動量保存則、エネルギー保存則、角運動量保存則）を正しく理解し、実際の力学問題に応用できる。
3) 方程式で表された力学問題の数学的解を求めることができ、数学的解が意味する物理を説明できる。
キーワード
位置、速度、加速度、運動量、力、運動の3法則、運動量保存則、落下運動、単振動、放物運動、仕事、運動エネルギー、ポテンシャルエネルギー、エネルギー保存則、中心力、角運動量、力のモーメント、角運動量保存則、万有引力、ケプラーの法則
学生が身につける力(ディグリー・ポリシー)
| ✔ 専門力 | 教養力 | コミュニケーション力 | 展開力(探究力又は設定力) | ✔ 展開力(実践力又は解決力) |
授業の進め方
各講義の2/3は基礎的内容について、残る1/3は発展的応用的内容についての解説に充てる。講義内容の確実な理解と応用力を養うために、講義内容に関連した演習問題を物理学演習第一で出題する。
授業計画・課題
| 授業計画 | 課題 | |
|---|---|---|
| 第1回 | 微積分入門 線形代数入門 | 高校レベルの微積分とTaylor展開の理解 3次元の内積と外積の理解 |
| 第2回 | 偏微分入門 2次元座標系 3次元座標系 初等的な連続群 | 高校レベルで理解できる範囲の偏微分の理解 2次元Cartesian座標と極座標の理解 3次元Cartesian座標と球座標の理解 平行移動と回転の理解 |
| 第3回 | 位置と速度と加速度 運動方程式 | 微積分の基本定理の視点からの位置，速度，加速度の理解 運動方程式の物理的な意味の理解 |
| 第4回 | 運動方程式と空間の対称性 | 運動方程式と空間の対称性の関係の理解 |
| 第5回 | 慣性の法則と空間の対称性 相対性原理と絶対時間とGalilei変換 | 慣性の法則と空間の対称性の理解 相対性原理と絶対時間とGalilei変換の理解 |
| 第6回 | 衝突散乱の相対性 質量と運動量の保存則 | 衝突散乱の相対性の理解 質量保存則と運動量保存則の理解 |
| 第7回 | 作用反作用の法則とNewtonの運動方程式 運動量と力 | 作用反作用の法則とNewtonの運動方程式の理解 運動量と力の理解 |
| 第8回 | 万有引力と惑星の運動（ケプラーの法則） | 万有引力下での質点の運動，惑星の運行に関するケプラーの法則を説明せよ |
教科書
なし
参考書、講義資料等
なし
成績評価の基準及び方法
到達度を期末試験により評価する。
関連する科目
- LAS.P105 ： 物理学演習第一
履修の条件(知識・技能・履修済科目等)
履修の条件を設けない。
