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。 Googleクラスルームのコード：qdkduov

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、位置、速度、加速度 第２回　運動の第一法則、運動の第２法則、運動の第三法則、作用反作用と力のつり合い 第３回　物理量の単位と次元解析、質量と重さ、合力、運動方程式、自由空間中の運動 第４回　一様重力場中の運動、慣性系とガリレイ変換、加速度と慣性力 第５回　抵抗力と摩擦力、静止摩擦力と動摩擦力 第６回　空気抵抗、粘性抵抗と慣性抵抗、揚力 第７回　仕事と運動エネルギー、線積分 第８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　中心力のポテンシャル、運動量と角運動量 第１１回　角速度、力のモーメント、慣性モーメントと運動方程式、運動量と角運動量の保存 第１２回　質量中心と重心、運動の自由度 第１３回　剛体の運動方程式、剛体の慣性モーメント 第１４回　回転する座標系での見かけの力、位置、速度、加速度 　　　　　 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

特に教科書は指定しないが、大学の力学の本を持っていない人は何か一冊購入することを推奨する。下記の参考書欄に例を挙げる。 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。

参考書

例えば、 ・「力学」原島鮮著、裳華房 力学 I（新装版）－質点・剛体の力学－原島　鮮 著　裳華房 新装版の方が文字や図版が見やすくなっている。 旧版は、新装版2冊の全範囲の内容が解析力学を含めて載っているが、 新装版も力学 Iの１冊で、本講義の範囲は網羅している。 ・「考える力学」兵頭俊夫著、学術図書出版社 　は、解析力学まで、できるだけ順を追って平易に解説されている。 を参考書として薦める。

成績評価の方法

対面講義においては、期末試験を主として、課題の提出状況・内容を加味して成績評価する。 オンライン講義に移行した場合は、課題の提出状況・内容を成績評価する。

教員から一言

力学は今後の化学物理での物理工学系科目や多くの化学工学系科目でも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

2022/04/07 8:16:43