- 開講元
- 理工系教養科目
- 担当教員名
- 實吉 敬二
- 授業形態
- 講義
- メディア利用科目
- 曜日・時限(講義室)
- 火1-2(W242)
- クラス
- B
- 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 | 運動の記述 （位置、速度、加速度） | 位置、速度、加速度を、ベクトルを用いて説明する。 |
| 第2回 | ニュートンの運動の3法則 （慣性の法則、運動方程式、作用・反作用の法則） | ニュートンの運動の3法則を説明し、運動方程式を用いて運動を表す。 |
| 第3回 | 直線運動 （自由落下、簡単な調和振動、簡単な振り子） | 自由落下、簡単な調和振動、簡単な振り子といった典型的な直線運動を説明する。 |
| 第4回 | 平面内の運動 （放物体の運動、減衰調和振動、強制調和振動） | 平面内の運動として、放物体の運動に加え、減衰調和振動、強制調和振動を説明する。 |
| 第5回 | 仕事とエネルギー （運動エネルギー、保存力とポテンシャルエネルギー、エネルギーの保存則） | 仕事、運動エネルギー、ポテンシャルエネルギー、エネルギーの保存則の概念を説明する。 |
| 第6回 | 角運動量とトルク （ベクトル積） | 角運動量とトルクの概念を説明し、それらをベクトル積で表す。 |
| 第7回 | 中心力による運動 （角運動量の保存則、速度と加速度の極座標による記述） | 角運動量の保存則と中心力下における質点の運動を説明する。さらに運動を極座標で表す。 |
| 第8回 | 万有引力と惑星の運動 （ケプラーの法則） | 万有引力下における質点の運動および惑星の運動についてのケプラーの法則を説明する。 |
教科書
力学 （基礎物理学課程）
江間 健司 著
培風館
参考書、講義資料等
特に指定しない。
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。
