本演習では、力学基礎1、2の講義内容についての演習を行う。提示された問題を解き、その説明を行うことにより、力学基礎1、2の講義内容の確実な理解と応用力を養う。
本演習を履修することにより、以下の知識と能力を修得する。
1) 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。
2) 物理の問題を解くための手法と考え方を身につけることができる。
質点、質点系、剛体、運動の運動法則、運動量保存則、エネルギー保存則、角運動量保存則、慣性モーメント、慣性力
✔ 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) |
本演習は隔週で、物理学実験第一と交互に行う。学生は配布された問題を解き、解答の説明を自ら行う。
授業計画 | 課題 | |
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第1回 | 運動の記述: 運動の3法則 | ニュートンの運動の法則を説明し,運動方程式によって運動を記述せよ |
第2回 | 1次元の運動 | 落下運動や単振動といった典型的な直線運動を記述せよ: 1次元運動をエネルギー保存則を用いて記述せよ. |
第3回 | 2次元の運動: 仕事とエネルギー | 放物運動などの平面内の運動と抵抗がある場合の直線運動(減衰振動、強制振動)を記述せよ: 仕事、運動エネルギー、位置エネルギー、およびエネルギー保存則の概念を説明せよ |
第4回 | 中心力による運動 | 角運動量保存則、中心力による質点の運動を説明し、また極座標表示で表せ: 万有引力下の質点の運動を記述せよ |
第5回 | 2体問題: 質点系の運動量と角運動量 | 相対座標と換算質量を用いて2体問題を記述せよ: 質点系の質量中心、運動量、角運動量保存則の概念を説明せよ |
第6回 | 剛体の運動方程式と剛体のつり合い: 固定軸の周りの運動 | 剛体の釣り合いの条件および運動方程式を記述せよ: 慣性モーメント、剛体の角運動量とエネルギーの概念を説明せよ |
第7回 | 慣性モーメントの計算方法: 剛体の平面運動 | 平行軸の定理と直交軸の定理を用いて剛体の慣性モーメントを計算せよ:: 剛体の平面運動の方程式を記述せよ |
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 | 加速度運動をする座標系で運動を記述せよ: |
プリント配布
講義中に紹介する。
課題問題を解き、その解説を行うなどの受講状況とレポートの点を総合的に評価
履修の条件を設けない。