2020年 短期大学部 シラバス - ものづくり・サイエンス総合学科
設置情報
| 科目名 | 力学Ⅰ | ||
|---|---|---|---|
| 設置学科 | ものづくり・サイエンス総合学科 | 学年 | 1年 |
| 担当者 | 山田 賢治 | 履修期 | 後期 |
| 単位 | 2 | 曜日時限 | 水曜1 |
| 校舎 | 船橋 | 時間割CD | E31L |
| クラス | |||
| 履修系統図 | 履修系統図の確認 | ||
概要
| 学修到達目標 | 力学I・IIを通じて，古典力学（ニュートン力学）の基本的事項について学習することにより，ニュートン力学を体系的に理解することを目標とする。 古典力学を学ぶことは，空間・時間や質量・力・運動量・角運動量・エネルギーなどの基本的な物理量の概念を明確にするとともに，自然現象に対する物理学的なものの見方や方法を習得する上でも極めて重要である。また，物理学で使われる数学的概念や方法の習熟にも最適である。 力学Iでは，質点の力学について学習する。始めに，運動を記述する方法（運動学 Kinematics ）について学び，続いて力と運動の関係（動力学 Dynamics )について学習する。 |
|---|---|
| 授業形態及び 授業方法 |
（1）CSTポータルⅡを利用して，主としてオンデマンド型のメディア授業を実施する。 （2）各回の授業において，必要に応じてレポート課題を課す。 |
| 履修条件 | 専門教育科目／選択（物理学分野） （1）力学演習Iを履修すること。 （2）微分積分I・II，数学演習I・IIを履修していること。 （3）ベクトル解析，ベクトル解析演習を履修していること。 |
授業計画
| 第1回 | ・講義ガイダンス ・はじめに （1）物理学とは何か （2）物理量と単位 （3）物理量の次元と次元解析 【事前学習】物理Ⅰで学習した力学に関する内容について，しっかり復習しておくこと。（3時間） 【事後学習】講義の内容について，数式をチェックしながら十分復習すること。理解できない点については，その内容を整理し質問の準備をすること。（1時間） |
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| 第2回 | ・質点の運動学 （1）質点の位置と変位 （2）速度 （3）加速度 （4）運動の記述 【事前学習】前回の授業内容について，理解を深めておくこと。（1時間） 【事後学習】講義の内容について，数式をチェックしながら十分復習すること。理解できない点については，その内容を整理し質問の準備をすること。（3時間） |
| 第3回 | ・慣性系とガリレイの相対性原理 （1）慣性系と慣性の法則 （2）ガリレイの相対性原理とガリレイ変換 （3）ニュートンの運動方程式の共変性 【事前学習】前回の授業内容について，理解を深めておくこと。（1時間） 【事後学習】講義の内容について，数式をチェックしながら十分復習すること。理解できない点については，その内容を整理し質問の準備をすること。（3時間） |
| 第4回 | ・ニュートンの運動の３法則 （1）慣性の法則（運動の第1法則）（2）運動方程式（運動の第2法則） （3）作用反作用の法則（運動の第3法則） 【事前学習】前回の授業内容について，理解を深めておくこと。（1時間） 【事後学習】講義の内容について，数式をチェックしながら十分復習すること。理解できない点については，その内容を整理し質問の準備をすること。（3時間） |
| 第5回 | ・力の性質 （1）力とそのつり合い （2）万有引力の法則 （3）重力 （4）慣性質量と重力質量 【事前学習】前回の授業内容について，理解を深めておくこと。（1時間） 【事後学習】講義の内容について，数式をチェックしながら十分復習すること。理解できない点については，その内容を整理し質問の準備をすること。（3時間） |
| 第6回 | ・物理量の時間的変化と保存法則 （1）保存法則 （2）運動量保存則 【事前学習】前回の授業内容について，理解を深めておくこと。（1時間） 【事後学習】講義の内容について，数式をチェックしながら十分復習すること。理解できない点については，その内容を整理し質問の準備をすること。（3時間） |
| 第7回 | ・仕事と力学的エネルギー（その1） （1）仕事 （2）仕事と運動エネルギー （3）外力のなす仕事と運動エネルギーの変化 【事前学習】前回の授業内容について，理解を深めておくこと。（1時間） 【事後学習】講義の内容について，数式をチェックしながら十分復習すること。理解できない点については，その内容を整理し質問の準備をすること。（3時間） |
| 第8回 | ・仕事と力学的エネルギー（その2） （3）保存力 （4）保存力とポテンシャル （5）力学的エネルギー保存則 【事前学習】前回の授業内容について，理解を深めておくこと。（1時間） 【事後学習】講義の内容について，数式をチェックしながら十分復習すること。理解できない点については，その内容を整理し質問の準備をすること。（3時間） |
| 第9回 | ・仕事と力学的エネルギー（その3） （6）万有引力のポテンシャル （7）保存力の等価な関係式 【事前学習】前回の授業内容について，理解を深めておくこと。（1時間） 【事後学習】講義の内容について，数式をチェックしながら十分復習すること。理解できない点については，その内容を整理し質問の準備をすること。（3時間） |
| 第10回 | ・角運動量（その1） （1）力のモーメント （2）角運動量 （3）中心力 【事前学習】前回の授業内容について，理解を深めておくこと。（1時間） 【事後学習】講義の内容について，数式をチェックしながら十分復習すること。理解できない点については，その内容を整理し質問の準備をすること。（3時間） |
| 第11回 | ・角運動量（その2） （4）中心力と角運動量保存則 （5）中心力の主な性質 【事前学習】前回の授業内容について，理解を深めておくこと。（1時間） 【事後学習】講義の内容について，数式をチェックしながら十分復習すること。理解できない点については，その内容を整理し質問の準備をすること。（3時間） |
| 第12回 | ・角運動量（その3） （5）中心力の主な性質 【事前学習】前回の授業内容について，理解を深めておくこと。（1時間） 【事後学習】講義の内容について，数式をチェックしながら十分復習すること。理解できない点については，その内容を整理し質問の準備をすること。（3時間） |
| 第13回 | ・惑星の運動（その1） （1）ケプラーの法則 （2）惑星の運動方程式 【事前学習】前回の授業内容について，理解を深めておくこと。（1時間） 【事後学習】講義の内容について，数式をチェックしながら十分復習すること。理解できない点については，その内容を整理し質問の準備をすること。（3時間） |
| 第14回 | ・惑星の運動（その2） （3）惑星の運動方程式とケプラーの法則 【事前学習】前回の授業内容について，理解を深めておくこと。（1時間） 【事後学習】講義の内容について，数式をチェックしながら十分復習すること。理解できない点については，その内容を整理し質問の準備をすること。（3時間） |
| 第15回 | ・質点の力学における基本的重要事項のまとめ 【事前学習】理解度確認のための課題について，十分学習しておくこと。（4時間） |
その他
| 教科書 |
（1）藤原邦男 著 『物理学序論としての 力学』 基礎物理学１ （東京大学出版会） 1984年 第1版
（2）今井功・高見穎郎・高木隆司・吉澤徴・下村裕 著 『演習 力学［新訂版］』 セミナーライブラリ物理学＝2 （サイエンス社） 2006年 第1版
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| 参考書 |
（1）並木雅俊 著 『大学生のための物理入門』 講談社基礎物理学シリーズ ０ （講談社） 2010年 第1版
（2）二宮正夫・並木雅俊・杉山忠男 著 『物理のための数学入門』 講談社基礎物理学シリーズ 10 （講談社） 2009年 第1版
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| 成績評価の方法 及び基準 |
（1）授業への取組状況50％，レポート課題への取組状況50％の割合で総合的に評価する。 （2）出席回数が総授業回数の5分の3（9回）に満たない場合は，履修放棄として取り扱い，学業成績を評価E（判定不可）とする。 （3）各回の授業への出席登録は，授業開始から30分以内にログインすると，【出席する】ボタンが表示されているのでクリックする。出席パスワードを要求されるが，空欄のまま【OK】ボタンをクリックする。 （4）必ず出席登録を行った後に，受講（教材資料の閲覧，課題の解答など）すること。 （5）授業開始から30分を経過した後に受講した場合は，欠席として取り扱うことがある。 |
| 質問への対応 | 電子メール，Zoom等により随時対応する。 |
| 研究室又は 連絡先 |
研究室：船橋校舎９号館１階916Ｅ号室 E-mail：yamada.kenji＠nihon-u.ac.jp |
| オフィスアワー |
月曜 船橋 12:15 ～ 13:15 ９号館１階916Ｅ号室
木曜 船橋 12:15 ～ 13:15 ９号館１階916Ｅ号室
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| 学生への メッセージ |
【令和元年度成績分布状況】履修者数 29名 S：7人(25.93%)，A：3人(11.11%)，B：6人(22.22%)，C：9人(33.33%)，D：2人(7.41%)，E：2人 |