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Ⅱ | ||
|---|---|---|---|
| 設置学科 | ものづくり・サイエンス総合学科 | 学年 | 2年 |
| 担当者 | 前田 知人 | 履修期 | 前期 |
| 単位 | 1 | 曜日時限 | 月曜2 |
| 校舎 | 船橋 | 時間割CD | E12F |
| 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II」で学習した内容（質点系の力学，剛体の力学）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) 質量の変化する系（ロケット等）の運動方程式を立式し，それを解いて，解の物理的意味を説明できる。 (2) 与えられた質点系（剛体を含む）の質量中心（重心）及び固定軸のまわりの慣性モーメントを計算できる。 (3) ２体問題について重心・相対変数を用いて運動方程式を立てて解き，その物理的意味を説明できる。 (4) 質点系の力学的エネルギー・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。 (5) 剛体の平面運動に関する方程式を立てて解き，解の振る舞いを物理的に説明できる。 (6) 回転座標系における質点の運動方程式を立式して解き，方程式の各項及び解の物理的意味を説明できる。 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-206＊ |
|---|---|
| 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。全演習問題の中から基本的問題，典型的問題を選んで，小テストを複数回実施する。提出されたレポート・小テストは評価をつけ返却し解説を行う。 |
| 履修条件 | 専門教育科目／選択（物理学分野） (1)同時に力学II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)物理数学I，物理数学演習Iを履修していること。 (4)力学I，力学演習Iを履修していること。 (5)微分方程式を履修すること。 |
授業計画
| 第1回 | 質量の変化する系：（1）ロケットの運動 （2）機関銃の運動 （3）雨滴の落下運動 【事後学習】授業時間内にできなかった問題も解き，課題レポートを完成させる。理解度の確認のため，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，翌週にレポートとして提出する。 【フィードバック】評価をつけ返却し，解説を行う。 |
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| 第2回 | 質点系と質量中心（重心）：（1）N個の質点から成る場合 （2）質量が連続的に分布する場合 【事後学習】授業時間内にできなかった問題も解き，課題レポートを完成させる。理解度の確認のため，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，翌週にレポートとして提出する。 【フィードバック】評価をつけ返却し，解説を行う。 |
| 第3回 | 2体問題（その1）：（1）重心運動と相対運動の方程式（2）重心運動と相対運動のエネルギー（3）バネでつながれた2質点の運動 【事後学習】授業時間内にできなかった問題も解き，課題レポートを完成させる。理解度の確認のため，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，翌週にレポートとして提出する。 【フィードバック】評価をつけ返却し，解説を行う。 |
| 第4回 | 2体問題（その2）：（4）等速円運動する天体の2体問題 （5）重心の角運動量と相対的な角運動量 （6）回転する2質点の角運動量 【事後学習】授業時間内にできなかった問題も解き，課題レポートを完成させる。理解度の確認のため，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，翌週にレポートとして提出する。 【フィードバック】評価をつけ返却し，解説を行う。 |
| 第5回 | 2体問題（その3）：（7）2質点に働く外力のモーメント （8）バネでつながれた2質点の運動（重心系での考察）（9）三角台上の質点の運動 【事後学習】授業時間内にできなかった問題も解き，課題レポートを完成させる。理解度の確認のため，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，翌週にレポートとして提出する。 【フィードバック】評価をつけ返却し，解説を行う。 |
| 第6回 | 剛体のつり合い（その1）：（1）剛体の自由度 （2）力のモーメントのつり合い （3）剛体のつり合い 【事後学習】授業時間内にできなかった問題も解き，課題レポートを完成させる。理解度の確認のため，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，翌週にレポートとして提出する。 【フィードバック】評価をつけ返却し，解説を行う。 |
| 第7回 | 剛体の運動（その1）：（1）慣性モーメントに関する定理 （2）慣性モーメントの計算 【事後学習】授業時間内にできなかった問題も解き，課題レポートを完成させる。理解度の確認のため，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，翌週にレポートとして提出する。 【フィードバック】評価をつけ返却し，解説を行う。 |
| 第8回 | 剛体の運動（その2）：（3）固定軸のまわりの回転運動 （4）実体振り子 （5）剛体の平面運動 【事後学習】授業時間内にできなかった問題も解き，課題レポートを完成させる。理解度の確認のため，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，翌週にレポートとして提出する。 【フィードバック】評価をつけ返却し，解説を行う。 |
| 第9回 | 剛体の運動（その3）：（6）剛体の運動エネルギー （7）ヨーヨーの運動 【事後学習】授業時間内にできなかった問題も解き，課題レポートを完成させる。理解度の確認のため，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，翌週にレポートとして提出する。 【フィードバック】評価をつけ返却し，解説を行う。 |
| 第10回 | 剛体の運動（その4）：（8）撃力を受けた剛体の運動 （9）歳差運動 【事後学習】授業時間内にできなかった問題も解き，課題レポートを完成させる。理解度の確認のため，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，翌週にレポートとして提出する。 【フィードバック】評価をつけ返却し，解説を行う。 |
| 第11回 | 非慣性座標系における運動（その1）：（1）並進加速度系での運動方程式 （2）鉛直並進加速度系 （3）水平並進加速度系 【事後学習】授業時間内にできなかった問題も解き，課題レポートを完成させる。理解度の確認のため，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，翌週にレポートとして提出する。 【フィードバック】評価をつけ返却し，解説を行う。 |
| 第12回 | 小テスト１とその解説 【事後学習】小テストでできなかった問題も解き，課題レポートを完成させる。理解度の確認のため，問題を再度自分で解き直す。（60分） 【課題】上記をレポートとして提出する。 【フィードバック】評価をつけ返却し，解説を行う。 |
| 第13回 | 小テスト２とその解説 【事後学習】小テストでできなかった問題も解き，課題レポートを完成させる。理解度の確認のため，問題を再度自分で解き直す。（60分） 【課題】上記をレポートとして提出する。 【フィードバック】評価をつけ返却し，解説を行う。 |
| 第14回 | 非慣性座標系における運動（その2）：（4）回転座標系での運動方程式 （5）遠心力 （6）コリオリ力 【事後学習】授業時間内にできなかった問題も解き，課題レポートを完成させる。理解度の確認のため，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，翌週にレポートとして提出する。 【フィードバック】評価をつけ返却し，解説を行う。 |
| 第15回 | まとめと振り返り 【事後学習】これまでの演習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 |
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
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)授業及び課題レポートへの取組状況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20名 S:5人(25%),A:4人(20%),B:8人(40%),C:2人(10%),D:1人(5%),E:0人 |