2025年 理工学部 シラバス - 精密機械工学科
設置情報
| 科目名 | 物理学Ⅰ演習 | ||
|---|---|---|---|
| 設置学科 | 精密機械工学科 | 学年 | 1年 |
| 担当者 | 中原・田邉 他 | 履修期 | 前期 |
| 単位 | 1 | 曜日時限 | 火曜4 |
| 校舎 | 船橋 | 時間割CD | G24A |
| クラス | 1，2 | ||
概要
| 学修到達目標 | 物理学 I で学んだニュートン力学の諸概念や法則を、基本的な演習問題を自ら解くことにより身につけ、より理解を深める。 |
|---|---|
| 授業形態及び 授業方法 |
この授業は「対面授業」として実施する。物理学 I の講義の進度に沿った演習問題が出されるので、毎回その演習問題を解き、その後模範解答と照らし合わせることで、自分がどこをわかっていなかったのか確認しながら授業内容の理解を深める。具体的には、授業中に小テストを解き、交代で学生が黒板に解答を書き（板書）、教員がその解答をその場で添削して正しい解答について解説する。 |
| 履修条件 | 基礎教育科目。選択科目。 物理学 I を並行して履修することが望ましい。 |
| 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・4及びCP1・3・4に該当しています。 |
授業計画
| 第1回 | ガイダンス：この演習の授業でニュートン力学をどう学ぶのか説明する。 物理量と次元、ベクトル、座標系、微分と積分に関する演習問題を解き、理解を深める。具体的には、授業中に小テストを解き、交代で学生が黒板に解答を書き（板書）、教員がその解答をその場で添削して正しい解答について解説する。 | 【事前学習】物理量と次元、ベクトル、座標系、微分と積分の演算に関して物理学 I の講義内容を確認する。 【事後学習】物理量と次元、ベクトル、座標系、微分と積分に関する演習問題の模範解答を自分の解答と照らし合わせ、できなかった問題を解きなおす。 | 【事前学習】３０分 【事後学習】３０分 |
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| 第2回 | 位置ベクトルと速度と加速度、運動の法則に関する演習問題を解き、理解を深める。具体的には、授業中に小テストを解き、交代で学生が黒板に解答を書き（板書）、教員がその解答をその場で添削して正しい解答について解説する。 | 【事前学習】位置ベクトルと速度と加速度、運動の法則に関して物理学 I の講義内容を確認し、事前に公開された演習問題の解き方を各自が検討する。 【事後学習】位置ベクトルと速度と加速度、運動の法則に関する演習問題の模範解答を自分の解答と照らし合わせ、できなかった問題を解きなおす。 | 【事前学習】３０分 【事後学習】３０分 |
| 第3回 | 自由落下、斜方投影、発見法と積分法を用いた微分方程式の解法に関する演習問題（授業形態は第２回と同じ）。 | 【事前学習】自由落下、斜方投射、発見法と積分法を用いた微分方程式の解法に関して物理学 I の講義内容を確認し、事前に公開された演習問題の解き方を各自が検討する。 【事後学習】自由落下、斜方投射、発見法と積分法を用いた微分方程式の解法に関する演習問題の模範解答を自分の解答と照らし合わせ、できなかった問題を解きなおす。 | 【事前学習】３０分 【事後学習】３０分 |
| 第4回 | 粘性抵抗力を受ける物体の運動、空気抵抗がある場合の落下運動、特性方程式を用いた微分方程式の解法に関する演習（授業形態は第２回と同じ） | 【事前学習】粘性抵抗力を受ける物体の運動、空気抵抗がある場合の落下運動、特性方程式を用いた微分方程式の解法に関して物理学 I の講義内容を確認し、事前に公開された演習問題の解き方を各自が検討する。 【事後学習】粘性抵抗力を受ける物体の運動、空気抵抗がある場合の落下運動、特性方程式を用いた微分方程式の解法に関する演習問題の模範解答を自分の解答と照らし合わせ、できなかった問題を解きなおす。 | 【事前学習】３０分 【事後学習】３０分 |
| 第5回 | 単振動、２階線形微分方程式の解法に関する演習（授業形態は第２回と同じ） | 【事前学習】単振動、２階線形微分方程式の解法に関して物理学 I の講義内容を確認し、事前に公開された演習問題の解き方を各自が検討する。 【事後学習】単振動、２階線形微分方程式の解法に関する演習問題の模範解答を自分の解答と照らし合わせ、できなかった問題を解きなおす。 | 【事前学習】３０分 【事後学習】３０分 |
| 第6回 | 減衰振動、過減衰、臨界減衰、強制振動と共振に関する演習（授業形態は第２回と同じ） | 【事前学習】減衰振動、過減衰、臨界減衰、強制振動と共振に関して物理学 I の講義内容を確認し、事前に公開された演習問題の解き方を各自が検討する。 【事後学習】減衰振動、過減衰、臨界減衰、強制振動と共振に関する演習問題の模範解答を自分の解答と照らし合わせ、できなかった問題を解きなおす。 | 【事前学習】３０分 【事後学習】３０分 |
| 第7回 | これまでに習った「物理の考え方（運動の３法則から各力学現象を記述する運動方程式をたて、運動方程式を微分方程式として解くことで、物体がどのような運動をするか求める）」の理解の確認と解説。 | 【事前学習】第１回から第６回までに解いた演習問題を復習しておくこと。 【事後学習】これまでに習った「物理の考え方」をきちんと復習してしっかり理解すること。 | 【事前学習】３０分 【事後学習】３０分 |
| 第8回 | 仕事とエネルギー（仕事の定義、エネルギー積分、運動エネルギー）に関する演習（授業形態は第２回と同じ） | 【事前学習】仕事とエネルギー（仕事の定義、エネルギー積分、運動エネルギー）に関して物理学 I の講義内容を確認し、事前に公開された演習問題の解き方を各自が検討する。 【事後学習】仕事とエネルギー（仕事の定義、エネルギー積分、運動エネルギー）に関する演習問題の模範解答を自分の解答と照らし合わせ、できなかった問題を解きなおす。 | 【事前学習】３０分 【事後学習】３０分 |
| 第9回 | 仕事とエネルギー（保存力、位置エネルギー、力学的エネルギー保存の法則）に関する演習（授業形態は第２回と同じ） | 【事前学習】仕事とエネルギー（保存力、位置エネルギー、力学的エネルギー保存の法則）に関して物理学 I の講義内容を確認し、事前に公開された演習問題の解き方を各自が検討する。 【事後学習】仕事とエネルギー（保存力、位置エネルギー、力学的エネルギー保存の法則）に関する演習問題の模範解答を自分の解答と照らし合わせ、できなかった問題を解きなおす。 | 【事前学習】３０分 【事後学習】３０分 |
| 第10回 | 質点の角運動量と回転運動の法則に関する演習（授業形態は第２回と同じ） | 【事前学習】質点の角運動量と回転運動の法則に関して物理学 I の講義内容を確認し、事前に公開された演習問題の解き方を各自が検討する。 【事後学習】質点の角運動量と回転運動の法則に関する演習問題の模範解答を自分の解答と照らし合わせ、できなかった問題を解きなおす。 | 【事前学習】３０分 【事後学習】３０分 |
| 第11回 | 質点系に関する演習（授業形態は第２回と同じ） | 【事前学習】２体問題（２体系の力学）と質点系に関して物理学 I の講義内容を確認し、事前に公開された演習問題の解き方を各自が検討する。 【事後学習】２体問題（２体系の力学）と質点系に関する演習問題の模範解答を自分の解答と照らし合わせ、できなかった問題を解きなおす。 | 【事前学習】３０分 【事後学習】３０分 |
| 第12回 | 剛体の力学（剛体の運動方程式、剛体が静止するための条件、剛体の慣性モーメント）に関する演習（授業形態は第２回と同じ） | 【事前学習】剛体の力学（剛体の運動方程式、剛体が静止するための条件、剛体の慣性モーメント）に関して物理学 I の講義内容を確認し、事前に公開された演習問題の解き方を各自が検討する。 【事後学習】剛体の力学（剛体の運動方程式、剛体が静止するための条件、剛体の慣性モーメント）に関する演習問題の模範解答を自分の解答と照らし合わせ、できなかった問題を解きなおす。 | 【事前学習】３０分 【事後学習】３０分 |
| 第13回 | 剛体の力学（剛体の固定軸周りの回転、剛体の平面運動）に関する演習（授業形態は第２回と同じ） | 【事前学習】剛体の力学（剛体の固定軸周りの回転、剛体の平面運動）に関して物理学 I の講義内容を確認し、事前に公開された演習問題の解き方を各自が検討する。 【事後学習】剛体の力学（剛体の固定軸周りの回転、剛体の平面運動）に関する演習問題の模範解答を自分の解答と照らし合わせ、できなかった問題を解きなおす。 | 【事前学習】３０分 【事後学習】３０分 |
| 第14回 | 加速度運動をする座標系から見た物体の運動（慣性力、遠心力、コリオリ力）に関する演習（授業形態は第２回と同じ）。 | 【事前学習】加速度運動をする座標系から見た物体の運動（慣性力、遠心力、コリオリ力）に関して物理学 I の講義内容を確認し、事前に公開された演習問題の解き方を各自が検討する。 【事後学習】加速度運動をする座標系から見た物体の運動（慣性力、遠心力、コリオリ力）に関する演習問題の模範解答を自分の解答と照らし合わせ、できなかった問題を解きなおす。 | 【事前学習】３０分 【事後学習】３０分 |
| 第15回 | 物理学 I 演習の授業のまとめ。 物理学 I 演習で習った「物理の考え方（運動の３法則から各力学現象を記述する運動方程式をたて、運動方程式を微分方程式として解くことで、物体がどのような運動をするか求める）」の理解の確認と解説。 | 【事前学習】第１回から第１４回までに解いた演習問題を復習しておくこと。 【事後学習】物理学 I 演習で習った「物理の考え方」をきちんと復習してしっかり理解すること。 | 【事前学習】３０分 【事後学習】３０分 |
その他
| 教科書 |
原康夫 『第5版 物理学基礎 Web動画付（ISBN 978-4-7806-0950-9）』 学術図書 2021年 第5版
演習プリントも授業中に配布する。
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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（ISBN978-4-489-02319-4 C3042）』 東京図書 2019年 第1版
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| 成績評価の方法 及び基準 |
授業中に毎回行う小テストを用いて評価する。板書は回数に応じて加点とする。病欠した場合や小テストを実施できなかった回は代わりに演習レポート等で評価する。 |
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定期試験等に ついて |
平常点やレポート等の課題による評価予定 |
| 質問への対応 | 授業中に理解できないところがあった場合、質問内容を整理し随時質問すること。対面授業中だけでなくメールや google classroom などからも質問を受け付けます。オフィスアワーには研究室でも質問対応します。 |
| 研究室又は 連絡先 |
中原：nakahara.akioATnihon-u.ac.jp（船橋校舎 1号館3階 131A室） 田邊：tanabe.makoto20ATnihon-u.ac.jp 浅井：asai.kazumi20ATnihon-u.ac.jp 松尾：matsuo.yosuke20ATnihon-u.ac.jp（船橋校舎 1号館3階 131A室） （注：メールアドレス中の AT を @ に変えてください） |
| オフィスアワー |
火曜 船橋 12:10 ～ 13:00 船橋校舎 1号館3階131A室（中原・松尾）
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| 学生への メッセージ |
大学以降、身に付けるべき知識は数限りなく、研究を行うと答えのわからない未知の現象に挑むことになるので、公式の丸暗記という手法はいずれ破綻します。「微積分やベクトルなどの数学を用いることで、少数の基礎法則から物理現象の様々な公式を論理的に導出することができる」という「物理学の考え方」を修得してください。 |