H28年度 力学基礎2 N   Fundamentals of Mechanics 2

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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
曜日・時限(講義室)
金3-4(H136)  
クラス
N
科目コード
LAS.P102
単位数
1
開講年度
H28年度
開講クォーター
2Q
シラバス更新日
H29年1月11日
講義資料更新日
-
使用言語
日本語
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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。

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) 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

学生が身につける力

国際的教養力 コミュニケーション力 専門力 課題設定力 実践力または解決力
- - -

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 回転座標系の入門 ベクトル解析の入門 非慣性系とNewton力学 2次元回転座標系と3次元回転座標系の理解 勾配と線積分の理解 等加速度運動と2次元回転運動と遠心力・Coriolis力
第2回 保存力と位置エネルギーと仕事 2粒子系の保存則 保存力と位置エネルギーと仕事の理解 2粒子系の保則,相対座標,換算質量の理解
第3回 一様重力下の運動と調和振動 共鳴・強制振動・減衰振動の理解
第4回 中心力と角運動量保存則 中心力と角運動量保存則の理解
第5回 中心力による運動 Kepler運動 中心力による運動の理解 Newton重力とKeler運動の理解
第6回 重心と慣性モーメント 重心と慣性モーメントの理解
第7回 剛体の釣り合いと運動方程式 剛体の釣り合いと運動方程式の理解
第8回 加速度運動をする座標系での運動、熱学,波動,エネルギーの利用 コリオリ力と遠心力の理解。カルノーサイクル、1次元の波動方程式の理解。

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。

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