科目名[英文名]
物理学基礎Ⅰ   [Basic PhysicsⅠ]
区分	工学部専門科目	選択必修		単位数	2
対象学科等		対象年次	1～4	開講時期	1学期
授業形態	1学期	時間割番号	021401
責任教員 [ローマ字表記]
嘉治 寿彦   [KAJI Toshihiko]
所属	工学部	研究室		メールアドレス

概要

主として物理学の基礎である古典力学を学ぶ。高校の教科書において、既に力学は扱われているが、そこでは事項が結論として与えられ、法則を暗記することが主になっており、なぜ・どのようにしてその法則が生まれたのかには触れていない。「物理学基礎I」では、運動の三法則の理解を深め、そこから力学的エネルギー保存則や運動量保存則、角運動量保存則などの法則を導出していく。また、三次元座標系においてニュートンの運動方程式を立て、解くことを学ぶとともに、様々な力や、直進・回転・周回運動、質点・質点系・剛体の運動について順に学んでいく。「力学」は物理や工学において最も基本となるものであり、これを習得するとともに、物理的なものの考え方、アプローチの仕方を身に着けることを目的とする。

到達基準

到達基準 (1)ニュートンの力学の法則を理解し、実際の運動に適用できる。 (2)力と仕事とエネルギーの関係を説明できる。 (3)質点系および剛体の運動を説明できる。 本科目のディプロマ・ポリシーの観点： 履修案内のカリキュラムマップを参照してください。

授業内容

第１回　位置の表現とベクトル、質点、座標系、次元解析 第２回　位置、速度、加速度と運動の第一法則 第３回　運動の第２法則、運動方程式、質量と重さ、合力、自由空間中の運動 第４回　一様重力場中の運動、運動の第三法則、作用反作用と力のつり合い 第５回　静止摩擦力と動摩擦力、粘性抵抗と慣性抵抗、揚力 第６回　仕事と運動エネルギー、線積分 第７回　保存力とポテンシャルエネルギー、力学的エネルギー保存則 第８回　１質点の運動まとめ 　　　　中間試験 第９回　運動量保存則と２体問題、多体問題の衝突と分裂、撃力、換算質量 第１０回　中心力と回転運動、万有引力と惑星の運動 第１１回　慣性系と加速度系、ガリレイ変換、慣性力、遠心力、コリオリの力 第１２回　力のモーメントと角運動量、慣性モーメント、角運動量保存の法則 第１３回　運動の自由度、質点系の重心と角運動量、運動エネルギー 第１４回　剛体のつり合いと軸、慣性モーメント、剛体の運動 第１５回　全体のまとめ 　　　　　期末試験

履修条件・関連項目

本学の標準時間数に準ずる予習と復習を行うこと。

テキスト・教科書

「考える力学」兵頭俊夫著、学術図書出版社 本書を教科書に指定するが、下記の参考書など、他の大学の力学の本を持っている場合は、新たに購入する必要はない。

参考書

・「力学」原島鮮著、裳華房 は、古い本であるが、長く愛読されている良書である。 ・「理工系のための力学」井口英雄、他著、東京図書 は、線形代数や微分方程式などの数学の補足を含め、丁寧に解説されているため、良いが、現在、出版社の在庫がないようである。 他の本でもよいが、大学の力学の（問題集ではなく）教科書を１冊は持っていてほしい。

成績評価の方法

二回の試験を主として、レポート点を加味して評価する。

教員から一言

力学は今後の物理システムでの勉強の最も基礎となるものなので、しっかり勉強してください。電磁気学、統計力学、量子力学やその後の専門科目においても、随所に力学の知識や考え方を必要とする場面が出てきます。高校の勉強で十分理解したと考えずに基本的なところから十分に理解を深めてください。

キーワード

ニュートンの３法則，運動方程式，エネルギー，運動量,　角運動量，剛体

オフィスアワー

質問は主に、毎回の講義終了後に受け付けます。

備考１

備考２

参照ホームページ

開講言語

日本語

語学学習科目

更新日付

2019/03/18 14:38:16