2023年 理工学部 シラバス - 物理学科
設置情報
| 科目名 | 物理学Ⅰ | ||
|---|---|---|---|
| 設置学科 | 物理学科 | 学年 | 1年 |
| 担当者 | 梅津 光一郎 | 履修期 | 前期 |
| 単位 | 2 | 曜日時限 | 水曜1 |
| 校舎 | 船橋 | 時間割CD | M31A |
| クラス | 物理学科（前半クラス） | ||
概要
| 学修到達目標 | 本科目では力学に焦点を絞り、基礎的な事柄を学び、微分・積分やベクトルを用いて現象を解析できるようになることを目標とする。 本授業科目はDP1・3及びCP1・3に該当しています。 |
|---|---|
| 授業形態及び 授業方法 |
「対面授業」 基本的な物理現象を題材にして、それを様々な角度から講義する。 あわせて開講される物理学I演習では、各自問題を解くことで、知識の定着を図る。 |
| 履修条件 | 必修科目。 物理学I演習を並行して履修すること。 |
授業計画
| 第1回 | ガイダンス：大学で物理学を学ぶ中での「物理学I」の位置づけと到達目標。 科学の発展の歴史の中での「力学」。 【事前学習】第１回目の内容について、教科書や参考書を用いて予習しておくこと。（６０分） 【事後学習】物理学I演習で配布の演習プリント、講義ノート、教科書や参考書を用いて、第１回目の内容について復習しておくこと。（１８０分） |
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| 第2回 | 質点の運動（１）：位置、速度、加速度とその微積分に基づく相互関係（１次元）。 【事前学習】第2回目の内容について、教科書や参考書を用いて予習しておくこと。（６０分） 【事後学習】物理学I演習で配布の演習プリント、講義ノート、教科書や参考書を用いて、第2回目の内容について復習しておくこと。（１８０分） |
| 第3回 | 質点の運動（２）：位置ベクトル、速度ベクトル、加速度ベクトルとその微積分に基づく相互関係（２，３次元）。 ベクトルの簡単な微積分。 【事前学習】第3回目の内容について、教科書や参考書を用いて予習しておくこと。（６０分） 【事後学習】物理学I演習で配布の演習プリント、講義ノート、教科書や参考書を用いて、第3回目の内容について復習しておくこと。（１８０分） |
| 第4回 | 運動の法則と力の法則：ニュートンの運動の３法則。 準備：微分方程式－変数分離形まで。 【事前学習】第4回目の内容について、教科書や参考書を用いて予習しておくこと。（６０分） 【事後学習】物理学I演習で配布の演習プリント、講義ノート、教科書や参考書を用いて、第4回目の内容について復習しておくこと。（１８０分） |
| 第5回 | 力と運動（１）：一様な重力のもとでの質点の運動。 【事前学習】第5回目の内容について、教科書や参考書を用いて予習しておくこと。（６０分） 【事後学習】物理学I演習で配布の演習プリント、講義ノート、教科書や参考書を用いて、第5回目の内容について復習しておくこと。（１８０分） |
| 第6回 | 力と運動（２）：粘性抵抗、慣性抵抗があるときの物体の運動。 次元解析（単振り子の周期）。 【事前学習】第6回目の内容について、教科書や参考書を用いて予習しておくこと。（６０分） 【事後学習】物理学I演習で配布の演習プリント、講義ノート、教科書や参考書を用いて、第6回目の内容について復習しておくこと。（１８０分） |
| 第7回 | 力と運動（３）：束縛運動、２次元極座標（振り子の運動の解析の準備）。 【事前学習】第7回目の内容について、教科書や参考書を用いて予習しておくこと。（６０分） 【事後学習】物理学I演習で配布の演習プリント、講義ノート、教科書や参考書を用いて、第7回目の内容について復習しておくこと。（１８０分） |
| 第8回 | 振動：振り子の運動。フックの法則と単振動。減衰振動と強制振動。 エネルギー積分の方法（１次元）。 【事前学習】第8回目の内容について、教科書や参考書を用いて予習しておくこと。（６０分） 【事後学習】物理学I演習で配布の演習プリント、講義ノート、教科書や参考書を用いて、第8回目の内容について復習しておくこと。（１８０分） |
| 第9回 | 仕事とエネルギー（１）：仕事とエネルギー。 エネルギー積分の方法。線積分と偏微分。 【事前学習】第9回目の内容について、教科書や参考書を用いて予習しておくこと。（６０分） 【事後学習】物理学I演習で配布の演習プリント、講義ノート、教科書や参考書を用いて、第9回目の内容について復習しておくこと。（１８０分） |
| 第10回 | 仕事とエネルギー（２）：保存力の条件I（積分形）。保存力とポテンシャル。 【事前学習】第10回目の内容について、教科書や参考書を用いて予習しておくこと。（６０分） 【事後学習】物理学I演習で配布の演習プリント、講義ノート、教科書や参考書を用いて、第10回目の内容について復習しておくこと。（１８０分） |
| 第11回 | 仕事とエネルギー（３）：保存力の条件II（微分形）。力学的エネルギー保存則とその応用。エネルギーダイヤグラム。力学的エネルギーの散逸。 ベクトルの外積（ベクトル積）。 【事前学習】第11回目の内容について、教科書や参考書を用いて予習しておくこと。（６０分） 【事後学習】物理学I演習で配布の演習プリント、講義ノート、教科書や参考書を用いて、第11回目の内容について復習しておくこと。（１８０分） |
| 第12回 | 保存法則、質点の角運動量と回転（１）：力学的エネルギー保存則。運動量保存則。中心力と角運動量保存則。 【事前学習】第12回目の内容について、教科書や参考書を用いて予習しておくこと。（６０分） 【事後学習】物理学I演習で配布の演習プリント、講義ノート、教科書や参考書を用いて、第12回目の内容について復習しておくこと。（１８０分） |
| 第13回 | 質点の角運動量と回転（２）：万有引力とケプラーの法則（第１法則のエネルギーダイヤグラムに基づく考察、第２法則）。 【事前学習】第13回目の内容について、教科書や参考書を用いて予習しておくこと。（６０分） 【事後学習】物理学I演習で配布の演習プリント、講義ノート、教科書や参考書を用いて、第13回目の内容について復習しておくこと。（１８０分） |
| 第14回 | 質点の角運動量と回転（３）：万有引力とケプラーの法則（第１法則、第３法則、円錐曲線の数学）。 【事前学習】第14回目の内容について、教科書や参考書を用いて予習しておくこと。（６０分） 【事後学習】物理学I演習で配布の演習プリント、講義ノート、教科書や参考書を用いて、第14回目の内容について復習しておくこと。（１８０分） |
| 第15回 | 平常試験及びその解説 【事前学習】第１回目から第１４回目の内容の学修(２４０分) |
その他
| 教科書 |
『原康夫 『物理学基礎』 学術図書 ２０1６年 第５版』
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| 参考書 |
『北林照幸, 藤城武彦, 滝内 賢一 『基礎から学ぶ物理学』 講談社 2018年』
『栗焼久夫, 副島雄児, 鴇田昌之, 原田恒司, 本庄春雄 『基幹物理学（改訂版）』 培風館 2019年』
『朝永振一郎 『物理学とは何だろうか 上、下』 岩波書店』
『戸田盛和 『力学』 物理入門コース 岩波書店』
『C.Kittel、W.D.Knight、M.A.Ruderman(今井功 訳) 『力学』 ＜復刻版＞バークレー物理学コース 丸善 2011年』
『リチャード・ファインマン 『ファインマン物理学 力学』 岩波書店』
『藤原邦男 『物理学序論としての 力学』 東京大学出版会 1984年』
『市村宗武 『力学』 朝倉現代物理学講座 朝倉書店 1981年』
『高野義郎 『力学』 朝倉書店』
『山内恭彦 『一般力学 （増訂第３版、オンデマンド版）』 岩波書店 1959、2022年』
『戸田盛和 『一般力学３０講』 物理学３０講シリーズ 朝倉書店 2000年』
『和達三樹 『物理のための数学』 物理入門コース 岩波書店』
『戸田盛和 『熱・統計力学』 物理入門コース 岩波書店』
『長岡洋介 『電磁気学I,II』 物理入門コース 岩波書店』
他の参考書は授業中に指示する。
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| 成績評価の方法 及び基準 |
平常試験（６割程度）及び平常点（４割程度）による。 通常の授業への取り組みかた(毎回の授業復習用レポート課題の提出状況と内容)を“重視”する。 平常試験は、前期２回行う予定。第８回あたりと、第１５回。 |
| 質問への対応 | 時間の許す限り対応する。 |
| 研究室又は 連絡先 |
研究室：船橋校舎９号館２階９２１E室 umetsu.koichiro@nihon-u.ac.jp |
| オフィスアワー |
火曜 船橋 12:10 ～ 13:10
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| 学生への メッセージ |
授業は，出来るだけ丁寧に進めていきます。高校で物理を履修しなかった方，物理が苦手だった方も安心して受講してください。あきらめず，必ず最後までやりとおしてください。授業に関する質問を歓迎します。また、図書館および図書館内にあるパワーアップセンターを上手に活用し，友達を誘って一緒に勉強する習慣を身に付けましょう。 |