2022年 大学院理工学研究科 シラバス - 量子理工学専攻
設置情報
| 科目名 | 力学特論 | ||
|---|---|---|---|
| 設置学科 | 量子理工学専攻 | 学年 | 1年 |
| 担当者 | 境 武志 | 履修期 | 前期 |
| 単位 | 2 | 曜日時限 | 月曜6 |
| 校舎 | 船橋 | 時間割CD | O16B |
| クラス | |||
概要
| 学修到達目標 | 物理学、工学などにおいてすべての基礎となるニュートン力学の基本法則および解析力学の基礎を習得することができる。 |
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| 授業形態及び 授業方法 |
「対面授業」での講義形式で授業を行い、各授業回に応じた演習問題を解いてもらう。 ただし、授業形態に変更等が有る場合は、ＣＳＴ－ＶＯＩＣＥ、もしくはメールにて情報を送りますので、各自確認して下さい。 |
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準備学習（予習・ 復習等）の内容・ 受講のための 予備知識 |
ベクトル解析、微分積分、微分方程式の理工学系学部卒業程度の知識 |
授業計画
| 第1回 | 微積分、微分方程式の解法、ベクトル解析の基本を学習する。 事前学習：各自学部時代に用いていた微分積分、ベクトル解析の教科書をみて復習をしておくこと（120分） 事後学習：終了時に与える演習問題を次週までに提出すること（120分） |
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| 第2回 | 運動の3法則を理解し、その応用として仕事、ポテンシャル、力のモーメント、角運動量の導入に関し学習する。 事前学習：教科書及び参考書の該当項目を予習しておくこと（120分） 事後学習：終了時に与える演習問題を次週までに提出すること（120分） |
| 第3回 | 仕事と力学的エネルギーを導入し、運動を解くことを学習する。 事前学習：教科書及び参考書の該当項目を予習しておくこと（120分） 事後学習：終了時に与える演習問題を次週までに提出すること（120分） |
| 第4回 | 調和振動、減衰振動、強制振動など振動運動に関して学習する。 事前学習：教科書及び参考書の該当項目を予習しておくこと（120分） 事後学習：終了時に与える演習問題を次週までに提出すること（120分） |
| 第5回 | 質点が回転している運動を取り扱い、回転運動と角運動量に関して学習する。 事前学習：教科書及び参考書の該当項目を予習しておくこと（120分） 事後学習：終了時に与える演習問題を次週までに提出すること（120分） |
| 第6回 | 中心力の働く質点の運動、角運動量保存則に関して学習し、惑星の運動に関して学習する。 事前学習：教科書及び参考書の該当項目を予習しておくこと（120分） 事後学習：終了時に与える演習問題を次週までに提出すること（120分） |
| 第7回 | ケプラーの3つの法則に関して理解し、惑星の軌道、ポテンシャルに関して学習する。 事前学習：教科書及び参考書の該当項目を予習しておくこと（120分） 事後学習：終了時に与える演習問題を次週までに提出すること（120分） |
| 第8回 | 質点の運動に関する束縛条件の表記に関して理解し、摩擦力や垂直抗力、束縛運動などについて学習する。 事前学習：教科書及び参考書の該当項目を予習しておくこと（120分） 事後学習：終了時に与える演習問題を次週までに提出すること（120分） |
| 第9回 | 相対運動と慣性力に関して並進座標系、回転座標系において理解し、その応用として、遠心力やコリオリ力などに関して学習する。 事前学習：教科書及び参考書の該当項目を予習しておくこと（120分） 事後学習：終了時に与える演習問題を次週までに提出すること（120分） |
| 第10回 | 3個以上の質点が相互に力を及ぼしながら運動する多質点系に関して、重心の基本事項を理解し学習する。 事前学習：教科書及び参考書の該当項目を予習しておくこと（120分） 事後学習：終了時に与える演習問題を次週までに提出すること（120分） |
| 第11回 | 静止、運動している剛体のつりあいを解くための剛体の基礎に関して、慣性モーメントの求め方等を学習する。 事前学習：教科書及び参考書の該当項目を予習しておくこと（120分） 事後学習：終了時に与える演習問題を次週までに提出すること（120分） |
| 第12回 | 剛体の基礎を踏まえて、固定軸周りの回転運動、平面運動などの解法から剛体の運動に関して学習する。 事前学習：教科書及び参考書の該当項目を予習しておくこと（120分） 事後学習：終了時に与える演習問題を次週までに提出すること（120分） |
| 第13回 | 解析力学の基礎として仮想仕事の原理、変分原理からラグランジュの運動方程式の導入に関して学習する。 事前学習：教科書及び参考書の該当項目を予習しておくこと（120分） 事後学習：終了時に与える演習問題を次週までに提出すること（120分） |
| 第14回 | 解析力学の基礎として正準形式、ハミルトンの正準方程式、正準変換に関して学習し、解析力学の表現形式に関して理解する。 事前学習：教科書及び参考書の該当項目を予習しておくこと（120分） 事後学習：終了時に与える演習問題を次週までに提出すること（120分） |
| 第15回 | 講義内で行った各項目に関しての演習問題や課題の講評を行い、最終レポート課題に取り組み、各基本法則を習得する。 レポートへのフィードバックは、CSTポータルもしくはメールにてコメントする。 事前学習：これまでの授業で行った演習問題を予習しておくこと（180分） 事後学習：終了時の課題を指定の日時までに提出すること（60分） |
その他
| 教科書 |
井口英雄、佐甲徳栄、相馬亘、中原明生 『理工系のための力学』 東京図書 2012年 第1版
藤原邦男 『物理学序論としての力学』 東京大学出版会 1984年 第1版
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| 参考資料コメント 及び 資料（技術論文等） |
前野昌弘 『よくわかる初等力学[978-4-489-02149-7]』 東京図書 2013年 第1版
青木 健一郎 『コア・テキスト 力学[978-4-7819-1297-4]』 サイエンス社 2011年 第1版
原島 鮮 『力学(三訂版)[978-4-7853-2020-1]』 裳華房 1985年 第3版
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| 成績評価の方法 及び基準 |
レポート及び授業内の演習により成績を評価する。配分はそれぞれ50％とする。 |
| 質問への対応 | 原則、授業終了後に対応する。 |
| 研究室又は 連絡先 |
（船橋校舎）電子線利用研究施設 sakai.takeshi@nihon-u.ac.jp 内線(船橋)5489 |
| オフィスアワー |
月曜 船橋 14:00 ～ 19:00 他の曜日も打合せ、実験等が入っていなければ可能です。メール等で連絡をお願いいたします。
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| 学生への メッセージ |
力学を基礎から学べるように、物理学科以外の卒業生に配慮しています。他専攻の学生の受講も歓迎します。 |