2023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 | 力学演習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 | 前田 知人 | 履修期 | 後期 |
| 単位 | 1 | 曜日時限 | 月曜1 |
| 校舎 | 船橋 | 時間割CD | E11L |
| 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 | 講義科目「力学Ⅰ」で学習した内容（質点の力学）について，その応用として具体的な問題の解法を学ぶことで，種々の概念や法則・関係式の理解を深めるとともに，基礎的な計算力を身に付けることができる。 到達目標は以下のとおりとする。 (1) 簡単な問題（速度に依存する抵抗力が働く質点の運動等）について運動方程式を適切に立式し，解析的に解くとともに，解の物理的意味を説明できる。 (2) 保存力と仕事の関係について理解し，関連する計算を実行できる。 (3) 力学的エネルギー・運動量・角運動量について理解し，保存則を利用して未知量を計算することができる。 (4) 代表的な振動系の運動方程式を解き，解の振る舞いを物理的に説明できる。 (5) 中心力が働く物体の運動について，極座標系で立式した運動方程式を用いて，解の振る舞いを物理的に説明できる。 本授業科目はDP1及びCP1に該当しています。 科目ナンバリング:MFmPh-205＊ |
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| 授業形態及び 授業方法 |
【対面授業】 毎回，与えられた演習課題を各自で解くとともに，教員と学生，又は学生同士でその内容について討議する。その成果をレポートにまとめて次回の授業時に提出する。演習問題の中から基本的問題，典型的問題を選んで，小テストを実施する。提出されたレポート・小テストは評価を付けて返却し，解説する。 |
| 履修条件 | 専門教育科目／選択（物理学分野） (1)同時に力学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 | 運動の記述：（1）直線上の運動と速度，加速度 （2）2次元平面での運動と速度ベクトル，加速度ベクトル （3）3次元空間での運動と速度ベクトル，加速度ベクトル 【事後学習】理解度の確認のため，授業で課した演習問題を再度自分で解き直す。（60分） 【課題】授業で指示した演習問題を解き，レポートとして提出する。 【フィードバック】翌週に返却し，解説を行う。 |
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| 第2回 | 運動の法則（その1）：（1）ニュートンの運動の3法則 （2）万有引力と地表付近での重力 （3）運動方程式の解き方─その1 【事後学習】理解度の確認のため，授業で課した演習問題を再度自分で解き直す。（60分） 【課題】授業で指示した演習問題を解き，レポートとして提出する。 【フィードバック】翌週に返却し，解説を行う。 |
| 第3回 | 運動の法則（その2）：（4）運動方程式の解き方─その2 （5）空気抵抗を受けた物体の運動 （6）雨滴の落下（慣性抵抗） 【事後学習】理解度の確認のため，授業で課した演習問題を再度自分で解き直す。（60分） 【課題】授業で指示した演習問題を解き，レポートとして提出する。 【フィードバック】翌週に返却し，解説を行う。 |
| 第4回 | 運動方程式の変形（その1）：（1）エネルギー積分 （2）保存力と力学的エネルギー保存則 【事後学習】理解度の確認のため，授業で課した演習問題を再度自分で解き直す。（60分） 【課題】授業で指示した演習問題を解き，レポートとして提出する。 【フィードバック】翌週に返却し，解説を行う。 |
| 第5回 | 運動方程式の変形（その2）：（3）運動量と力積 （4）運動量保存則 【事後学習】理解度の確認のため，授業で課した演習問題を再度自分で解き直す。（60分） 【課題】授業で指示した演習問題を解き，レポートとして提出する。 【フィードバック】翌週に返却し，解説を行う。 |
| 第6回 | 振動（その1）：（1）単振動 （2）振り子の運動 【事後学習】理解度の確認のため，授業で課した演習問題を再度自分で解き直す。（60分） 【課題】授業で指示した演習問題を解き，レポートとして提出する。 【フィードバック】翌週に返却し，解説を行う。 |
| 第7回 | 振動（その2）：（3）連成振動 【事後学習】理解度の確認のため，授業で課した演習問題を再度自分で解き直す。（60分） 【課題】授業で指示した演習問題を解き，レポートとして提出する。 【フィードバック】翌週に返却し，解説を行う。 |
| 第8回 | 振動（その3）：（4）減衰振動 【事後学習】理解度の確認のため，授業で課した演習問題を再度自分で解き直す。（60分） 【課題】授業で指示した演習問題を解き，レポートとして提出する。 【フィードバック】翌週に返却し，解説を行う。 |
| 第9回 | 振動（その4）：（5）強制振動 （6）共鳴現象 【事後学習】理解度の確認のため，授業で課した演習問題を再度自分で解き直す。（60分） 【課題】授業で指示した演習問題を解き，レポートとして提出する。 【フィードバック】翌週に返却し，解説を行う。 |
| 第10回 | 角運動量：（1）角運動量と力のモ－メント （2）2次元極座標での速度，加速度 【事後学習】理解度の確認のため，授業で課した演習問題を再度自分で解き直す。（60分） 【課題】授業で指示した演習問題を解き，レポートとして提出する。 【フィードバック】翌週に返却し，解説を行う。 |
| 第11回 | 惑星の運動（その1）：（1）2次曲線の極座標表示 【事後学習】理解度の確認のため，授業で課した演習問題を再度自分で解き直す。（60分） 【課題】授業で指示した演習問題を解き，レポートとして提出する。 【フィードバック】翌週に返却し，解説を行う。 |
| 第12回 | 惑星の運動（その2）：（2）万有引力を受けた惑星の運動 （3）惑星の軌道方程式 【事後学習】理解度の確認のため，授業で課した演習問題を再度自分で解き直す。（60分） 【課題】授業で指示した演習問題を解き，レポートとして提出する。 【フィードバック】翌週に返却し，解説を行う。 |
| 第13回 | 中心力による運動（その1）：（1）有限物体からの万有引力 （2）宇宙探査機の運動 【事後学習】理解度の確認のため，授業で課した演習問題を再度自分で解き直す。（60分） 【課題】授業で指示した演習問題を解き，レポートとして提出する。 【フィードバック】翌週に返却し，解説を行う。 |
| 第14回 | 中心力による運動（その2）：（3）ラザフォード散乱 【事後学習】理解度の確認のため，授業で課した演習問題を再度自分で解き直す。（60分） 【課題】授業で指示した演習問題を解き，レポートとして提出する。 【フィードバック】翌週に返却し，解説を行う。 |
| 第15回 | 授業内小テスト及びその解説 事後学習：テストでできなかった箇所について，再度自分で演習問題を解いてみる。また授業内容を振り返り，講義で学んだことや気が付いたことについて他者と話し合ってみる。（60分） |
その他
| 教科書 |
今井功・高見穎郎・高木隆司・吉澤徴・下村裕 『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 |
二宮正夫・並木雅俊・杉山忠男 『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)授業の取り組み状況及び演習課題レポート60％，授業内小テスト40％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。 |
| 質問への対応 | 研究室のほか，メール，Zoom等でも随時対応する。 |
| 研究室又は 連絡先 |
前田(船橋校舎9号館1階911B号室) maeda.tomohito@nihon-u.ac.jp |
| オフィスアワー |
火曜 船橋 12:15 ～ 13:15
金曜 船橋 12:15 ～ 13:15
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| 学生への メッセージ |
遠慮なくどんどん質問してください。 【令和４年度成績分布状況】履修者数22名 S:3人(13.64%),A:7人(31.82%),B:6人(27.27%),C:4人(18.18%),D:2人(9.09%),E:0人 |