2018年 理工学部 シラバス - 教養教育・外国語・保健体育・共通基礎
設置情報
| 科目名 | 現代物理学 | ||
|---|---|---|---|
| 設置学科 | 一般教育 | 学年 | 2年 |
| 担当者 | 粟生田 健一 | 履修期 | 前期 |
| 単位 | 2 | 曜日時限 | 木曜4 |
| 校舎 | 駿河台 | 時間割CD | T44A |
| クラス | |||
| 履修系統図 | 履修系統図の確認 | ||
概要
| 学修到達目標 | 2012年2月21日（火）の読売新聞朝刊に『「2050年宇宙の旅」エレベーターで』という記事が掲載され，大手ゼネコン「大林組」が2050年にこの宇宙エレベーターを「実現させる」と発表した． 古代より人類の「夢」でもある宇宙への旅は（地上100 km 以上の空間を「宇宙」と定義） （１）「塔による到達」は建造物の「圧縮強度」により不可能 （２）「ロケットによる到達」は20世紀に実現されたがこれは「宇宙飛行士」のみが到達 と「夢」のままで終わるかのように思われたが，諦めることなく「誰も」が宇宙に行く方法の建造手段を「発想の転換」で，「地上から宇宙へ」ではなく「宇宙から地上へ」（小説『蜘蛛の糸』のように）とすることにより実現の可能性は僅かながらに残された．それは （３）「宇宙エレベーターによる到達」 である．静止衛星軌道（赤道上空3万6000 km）上空より「ケーブル」を地上に伸ばし，このケーブルを「クライマー」と呼ばれる宇宙機器が上昇することで「普通の人々」の宇宙への旅が「簡単に」出来るようになるのである． だが，この宇宙エレベーターにも「ケーブルの引張強度」という問題があり実現困難かと思われたが，1991年に「カーボンナノチューブ（CNT)」という新素材の発見により実現性は一気に高くなった．しかし，現在の「CNT」の最大の長さは数 cm で，ケーブルとして必要な長さは「3万6000 km」である． 宇宙エレベーターはまだ「架空」の構造物ではあるが，物理的にはとても「興味のある」構造物でもある．以上に付随する事柄を「物理の理論・法則・計算」により明らかにし，宇宙エレベーターを通して身近な現象の「物理的側面」を理解し深める． （ここでは宇宙エレベーター実現の「可否問題」は考えない） |
|---|---|
| 授業形態及び 授業方法 |
板書（ギガ書く）を中心とした講義形式． （ 講義ノートは例年９０ページ前後 ） 通常の3倍（昨年の平均 0.9３ 倍）のスピードで板書する（？） |
| 履修条件 | 高校物理程度の知識のあることが望ましいが，初学者や物理の苦手な者も歓迎！！ |
授業計画
| 第1回 | ガイダンス ０．はじめに ０－１．単位と次元 ０－２．有効数字 |
|---|---|
| 第2回 | ０－３．宇宙エレベーターとは ０－４．脱出速度 |
| 第3回 | １．塔（タワー） １－１．バベルの塔 １－２．圧縮強度 |
| 第4回 | １－３．レンガの塔 １－４．コンクリートの塔 |
| 第5回 | １－５．末広がりな塔 |
| 第6回 | ２．宇宙エレベーター ２－１．万有引力と等速円運動と天体 |
| 第7回 | ２－２．宇宙エレベーター |
| 第8回 | ２－３．静止軌道（静止衛星軌道） |
| 第9回 | ３．宇宙エレベーターのケーブル ３－１．ケーブルの長さ ３－２．引張強度 |
| 第10回 | ３－３．ケーブの限界の長さ ３－４．CNT（カーボンナノチューブ） |
| 第11回 | ４．クライマー ４－１．クライマーの速度 ４－２．非慣性系 |
| 第12回 | ４－３．遠心力 ４－４．コリオリ力 |
| 第13回 | ４－５．エレベーターの構造 ４－６．宇宙服 |
| 第14回 | 現代物理学の理解度・到達度確認期間 (I) |
| 第15回 | 現代物理学の理解度・到達度確認期間 (II) |
その他
| 教科書 | |
|---|---|
| 参考書 |
「宇宙エレベーター」に関する著作（少ない）
自分に適した参考書を見つけ，読破する.
「読書百遍，義，自ずから見（あらわ）る」
アニメ『機動戦士ガンダム OO 』や『機動戦士ガンダム～G のレコンギスタ～』では，この宇宙エレベーターが登場している．
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| 成績評価の方法 及び基準 |
前期試験（レポート２回 / 場合により評価の対象） |
| 質問への対応 | 講義終了後５分 |
| 研究室又は 連絡先 |
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| オフィスアワー | |
| 学生への メッセージ |
講義には，必ず出席すること！ そして，超気合でノートを取る！！ （ 「付いて来れるかな？」 ） すると，物理が面白くなるかもしれ・・？ また，「努力は必ず報われ」 ます！ |