2024年 理工学部 シラバス - 航空宇宙工学科
設置情報
| 科目名 | 物理学Ⅰ | ||
|---|---|---|---|
| 設置学科 | 航空宇宙工学科 | 学年 | 1年 |
| 担当者 | 行方 直人 | 履修期 | 前期 |
| 単位 | 2 | 曜日時限 | 火曜3 |
| 校舎 | 船橋 | 時間割CD | H23A |
| クラス | 1 | ||
概要
| 学修到達目標 | 本科目では「力学」について、基礎的な概念を理解し、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。 |
|---|---|
| 授業形態及び 授業方法 |
対面授業による講義形式。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 | 物理学I演習を並行して履修すること。 |
| ディプロマ・ポリシー（DP）及びカリキュラム・ポリシー（CP）との関連 | 本授業科目はDP1・3及びCP1・3に該当しています。 |
授業計画
| 第1回 | 物理量と次元、ベクトルの復習 | 【事前学修】シラバスを読み、ベクトルの足し算・引き算、内積、座標表示について確認する。 【事後学修】物理量のベクトルとスカラー、次元、単位について復習する。 | 事前学修、事後学修それぞれ120分 |
|---|---|---|---|
| 第2回 | 力のモーメントとベクトルの外積 | 【事前学修】力のモーメントとベクトルの外積について調べる。 【事後学修】３次元空間の力のモーメントの意味および計算方法について復習する。 | 事前学修、事後学修それぞれ120分 |
| 第3回 | 物体（剛体）が静止する条件、力の釣り合い | 【事前学修】物体（剛体）が静止する条件について調べる。 【事後学修】３次元空間における力の釣り合いと力のモーメントの釣り合いについて復習する。 | 事前学修、事後学修それぞれ120分 |
| 第4回 | ニュートンの運動方程式の解法1：自由落下、斜方投射 | 【事前学修】自由落下、斜方投射について調べる。 【事後学修】自由落下、斜方投射の微分方程式の解法について復習する。 | 事前学修、事後学修それぞれ120分 |
| 第5回 | ニュートンの運動方程式の解法2：空気抵抗がある場合の落下運動 | 【事前学修】空気抵抗がある場合の落下運動について調べる。 【事後学修】変数分離形の微分方程式の解法について復習する。 | 事前学修、事後学修それぞれ120分 |
| 第6回 | ニュートンの運動方程式の解法3：単振動 | 【事前学修】単振動について調べる。 【事後学修】特性方程式を用いた２階線形微分方程式の解法について復習する。 | 事前学修、事後学修それぞれ120分 |
| 第7回 | ニュートンの運動方程式の解法4：減衰振動、定数係数二階線形常微分方程式の解法 | 【事前学修】減衰振動およびバネの微分方程式の解法について調べる。 【事後学修】減衰振動および定数係数二階線形常微分方程式（同次形・非同次系）の解法について復習する。 | 事前学修、事後学修それぞれ120分 |
| 第8回 | 強制振動、動く座標系 | 【事前学修】強制振動および慣性系／非慣性系について調べる。 【事後学修】強制振動および回転座標系における運動方程式、遠心力、コリオリ力について復習する。 | 事前学修、事後学修それぞれ120分 |
| 第9回 | 仕事とエネルギー1：力学的エネルギー、位置エネルギー | 【事前学修】仕事、力学的エネルギー、位置エネルギーについて調べる。 【事後学修】仕事と保存力・非保存力、力学的エネルギー保存則について復習する。 | 事前学修、事後学修それぞれ120分 |
| 第10回 | 仕事とエネルギー2：線積分と偏微分 | 【事前学修】線積分と偏微分について調べる。 【事後学修】2次元・3次元の場合の位置エネルギーの計算について復習する。 | 事前学修、事後学修それぞれ120分 |
| 第11回 | 衝突：運動量と運動量保存則・質点系の運動 | 【事前学修】運動量と運動量保存則、質点系の運動について調べる。 【事後学修】運動量と力積、運動量保存則、物体の衝突、質点系の運動について復習する。 | 事前学修、事後学修それぞれ120分 |
| 第12回 | 剛体の運動：回転の運動方程式、慣性モーメント | 【事前学修】剛体の運動について調べる。 【事後学修】剛体の回転運動と慣性モーメントについて復習する。 | 事前学修、事後学修それぞれ120分 |
| 第13回 | 慣性モーメントの計算：重積分 | 【事前学修】慣性モーメント・重積分について調べる。 【事後学修】円柱および球の慣性モーメントの計算について復習する。 | 事前学修、事後学修それぞれ120分 |
| 第14回 | 回転の運動方程式の解法：坂道を転がる物体、特殊相対性理論概説 | 【事前学修】回転の運動方程式、特殊相対性理論について調べる。 【事後学修】坂道を転がる球の運動、特殊相対性理論における「時間遅れ」・「ローレンツ収縮」について復習する。 | 事前学修、事後学修それぞれ120分 |
| 第15回 | 平常試験およびその解説 | 【事前学修】 ここまでの学習を振り返り、理解の浅い部分について、講義ノートを読み直し、問題演習を行うなどして、理解を深める。 【事後学修】 この講義で学んだ内容を総まとめし、後期に履修する「物理学II」に備える。 | 事前学修180分 事後学修60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 |
井口英雄、佐甲徳栄、相馬亘、中原明生 『改訂版 理工系のための力学』 東京図書 2019年 第1版
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| 成績評価の方法 及び基準 |
レポート（30%）と平常試験（70%）の結果で評価する。 |
| 質問への対応 | オフィスアワー以外も可能な限り随時うけつける。 |
| 研究室又は 連絡先 |
研究室：駿河台校舎7号館722B メールアドレス：namekata.naoto@nihon-u.ac.jp TEL：03-3259-0918 |
| オフィスアワー |
火曜 船橋 16:30 ～ 17:30 4限「物理学I演習」の後
木曜 駿河台 12:00 ～ 15:00 駿河台校舎 7号館2階722B室
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| 学生への メッセージ |
しっかり勉強しましょう。また図書館の関連書籍を有効に活用しましょう。 |