2021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 | |||
| ポリシー | ディプロマ・ポリシー【DP】 カリキュラム・ポリシー【CP】 | ||
| 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。 科目ナンバリング:MFmPh-203 |
|---|---|
| 授業形態及び 授業方法 |
【オンデマンド型授業】 （1）CSTポータルⅡを利用して，オンデマンド形式で実施する。 （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（その１） （1）物理学とは何か （2）物理量と単位 【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 | ・はじめに（その２） （3）物理量の次元と次元解析 【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 | ・質点の運動学 （1）運動の記述 （2）質点の力学的状態とその時間発展 【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 | ・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 【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 | ・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） （4）運動量変化と力積 【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 | ・力の性質 （1）力 （2）万有引力とクーロン力 （3）万有引力とクーロン力に対する力の場 （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7回 | ・作用反作用の法則と保存法則 （1）運動量保存則 （2）角運動量保存則 【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8回 | ・スカラー場，ベクトル場の微分と積分 （1）スカラー場とベクトル場 （2）スカラー場の勾配 （3）ベクトル場の発散と回転 （4）ベクトル場の線積分 （5）ベクトル場の面積分 （6）ベクトル場の積分定理 【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 | ・ポテンシャル理論 （1）スカラーポテンシャル （2）ベクトルポテンシャル （3）ベクトル場の分解 【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 | ・仕事と力学的エネルギー（その1） （1）仕事と運動エネルギー （2）保存力と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11回 | ・仕事と力学的エネルギー（その2） （3）保存力の等価な関係式 （4）万有引力のポテンシャル （5）仕事率 【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 | ・角運動量と角運動量保存則（その１） （1）角運動量とその時間的変化 （2）中心力と角運動量保存則 【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13回 | ・角運動量と角運動量保存則（その2） （3）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14回 | ・惑星の運動 （1）ケプラーの法則 （2）惑星の運動方程式 （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 | ・理解度確認のための課題及びその解説 【事前学習】与えられた課題について，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［ISBN: 978-4-13-062071-0］』 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］［ISBN: 978-4-7819-1138-0］』 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［ISBN: 978-4-06-157200-3］』 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［ISBN: 978-4-06-157210-2］』 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 | 授業終了後又は電子メール等により，随時対応する。 |
| 研究室又は 連絡先 |
E-mail：yamada.kenji＠nihon-u.ac.jp |
| オフィスアワー |
水曜 船橋 09:00 ～ 10:30
水曜 船橋 12:20 ～ 13:00
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| 学生への メッセージ |
【令和2年度成績分布状況】履修者数 21名 S：4人(22.2%)，A：8人(44.4%)，B：2人(11.1%)，C：2人(11.1%)，D：2人(11.1%)，E：3人 |