- 開講元
- 理工系教養科目
- 担当教員名
- 岡 眞
- 授業形態
- 講義 (対面型)
- メディア利用科目
- 曜日・時限(講義室)
- 金3-4(M-B104(H103))
- クラス
- M
- 科目コード
- LAS.P102
- 単位数
- 1
- 開講年度
- 2024年度
- 開講クォーター
- 2Q
- シラバス更新日
- 2024年3月14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
力学基礎１に引き続き、本講義では加速度運動をする座標系での運動や、質点系（相互作用をする質点の集り）と剛体（質点間の距離が一定の質点系）の力学を講義する。
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。本講義では力学基礎１で修得した質点の力学を基に、加速度運動をする座標系での運動を学ぶ。また、質点系の力学を学び、これを基に剛体の運動とつり合いを学ぶことで、未知の力学問題を解く能力を養う。
さらに、熱、波動、エネルギーの利用等への応用を考える力を養う。
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) 加速度運動をする座標系での慣性力（コリオリ力、遠心力）の概念を正しく理解し、数学的に表現できる。
2) 質点系の運動量、角運動量、エネルギーなどの概念、剛体の質量中心、慣性モーメントをなどの概念を正しく理解し、数学的に表現できる。
3) 剛体の運動とつり合いを正しく理解し、実際の力学問題に応用できる。
4) 振動と波動を正しく理解し、数学的に表現できる。
5) 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
座標変換、慣性力、コリオリ力、遠心力、相対座標、換算質量、重心、運動量、角運動量、エネルギー、剛体、つり合い、慣性モーメント、熱、波動
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 | 角運動量、中心力、角運動量の保存則 | 角運動量が保存する条件を述べよ。 |
| 第2回 | 惑星の運動、万有引力、ケプラーの法則、極座標表示、角運動量 | ケプラーの３法則を説明せよ。 |
| 第3回 | 惑星の運動、万有引力のポテンシャル、運動方程式の解、力学的エネルギーの保存、球体の万有引力 | 楕円軌道とエネルギーの関係を説明せよ。 |
| 第4回 | 固定軸の周りの剛体運動、力のモーメント、慣性モーメント，剛体の角運動量とエネルギー，剛体振子 | 力のモーメントと剛体の回転運動の関係を説明せよ。 |
| 第5回 | 剛体の２次元運動、剛体の転がり運動 | 剛体の転がり運動を説明せよ。 |
| 第6回 | コマのジャイロ効果、歳差運動 | コマのジャイロ効果を説明せよ。 |
| 第7回 | 加速度運動をする座標系での運動（慣性力，コリオリ力，遠心力、フーコーの振り子） | コリオリ力と遠心力を説明せよ。 |
授業時間外学修（予習・復習等）
学修効果を上げるため，教科書や配布資料等の該当箇所を参照し，「毎授業」授業内容に関する予習と復習（課題含む）をそれぞれ概ね100分を目安に行うこと。
教科書
戸田盛和『力学（物理入門コース 新装版）』岩波書店, ISBN-13: 978-4000298612
参考書、講義資料等
授業で使用するノートは事前にT2SCHOLAにアップロードする。また必要に応じて、個別の項目で参考書を授業中に示す。
成績評価の基準及び方法
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。
