| 科目名[英文名] | |||||
| 物理学基礎 [Basic Physics] | |||||
| 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 | 3学期 | |
| 授業形態 | 3学期 | 時間割番号 | 021604 | ||
| 責任教員 [ローマ字表記] | |||||
| 張 亜 [ZHANG Ya] | |||||
| 所属 | 工学部 | 研究室 | N313A | メールアドレス | |
| 概要 |
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概要：物理学は、様々な科学、工学の基礎であり、電気電子工学のあらゆる分野に関わっています。本科目では、力学分野を中心に学習を行います。 目標：力学分野について、既に持っている高校レベルの知識を肉付けし、微分方程式、ベクトル解析を用いた数理的処理ができるようになることを目指します。 Google classroom code: mwgofka |
| 到達基準 |
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1.古典力学の法則（ニュートンの運動の法則）を正確に理解し、運動方程式を正しく立て、解くことができること。 2.仕事とエネルギー、角運動量の概念と定義、剛体の力学を理解し、具体的な問題に適用できる。 3.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 |
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学生諸君の理解に応じて、多少の変更はあります。 事前の自習：運動の表し方(1)（教科書p.1~p.22）、運動の表し方(2)(教科書p.23~p.38)、運動の3法則(教科書p.38~p.56) 第一部分：いろいろな運動(教科書p.58~94) 第1回：いろいろな運動(1) 代表的な質点の運動の第一弾は、高校生物理より複雑な運動を扱う。空気抵抗のもとでの放物体の運動など。 第２回：いろいろな運動(２) 空気抵抗の勉強を続ける。粘性抵抗によるオームの法則の導出、粘性抵抗と摩擦による運動の違いなど 第３回：いろいろな運動(3) 単振動、微積分を用いた単振動の取り扱いが、いかに便利かを体感してほしい。 第４回：いろいろな運動(4) 空気粘性抵抗をもとでの束縛運動（減衰振動）。 第5回：いろいろな運動(5) 束縛運動（強制振動）の勉強を続ける。 第6回：いろいろな運動(6) 束縛運動（強制振動、連成振動）の勉強を続ける。 第2部分：エネルギーとその保存則(教科書p.95~112) 第7回：エネルギーとその保存則（１） エネルギー保存則という強力な法則のもとで、仕事とエネルギーの観点から運動を捉えなおすことができる。ベクトル解析の表現を利用すると、エネルギー保存の条件がすっきりと表現できるようになる。これらについて説明する。 第8回：エネルギーとその保存則（２） エネルギー保存則という強力な法則のもとで、仕事とエネルギーの観点から運動を捉えなおすことができる。ベクトル解析の表現を利用すると、エネルギー保存の条件がすっきりと表現できるようになる。これらについて説明する。 第3部分：角運動量とその保存則(教科書p.113~132) 第9回：角運動量とその保存則（１） ここでは、角運動量が主人公となる。角運動量とその保存則を中心に説明を進める。面積速度、中心力等について学ぶ。 第10回：角運動量とその保存則（２） ケプラーの3法則等について学ぶ。つまづき易い項目なので、よく復習するように。 第４部分：非慣性系と見かけの力(教科書p.133~144) 第11回：非慣性系と見かけの力 動いている観測者から運動を見ると、「見かけの力」が現れる。観測者が直線運動をしているときの他、回転運動をしているときについても考える。 第５部分：質点系と剛体の運動(教科書p.145~195) 第12回：質点系の運動(教科書p.145~168) ここまでは、質点の運動を扱ったが、ここからは、2つ以上の質点や、連続体の運動を扱う。その際、「重心」に着目すると、見通しが良くなる。重心の運動は運動量保存則と密接な関係にある。それらを中心に学習を進める。 第13回：剛体の運動(I) 特に回転運動を中心に剛体の運動を扱う。慣性モーメントを中心に演習を行なう。 第14回：剛体の運動(II) 簡単の剛体運動：剛体振り子、ヨーヨーの運動、をとりあげる。 第15回：まとめ 第16回：期末試験 |
| 履修条件・関連項目 |
| 1年次前期の微分方程式の復習をすること。高校レベルの物理学の知識があることを前提に講義を進める。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 |
| 永田一清「新･基礎 力学」サイエンス社 ISBN4-7819-1097-1 |
| 参考書 |
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大槻義彦「改訂新版 物理学I」学術図書出版社 ISBN4-87361-012-5 鈴木賢治、伊藤裕一「ファイリングノート 物理学演習I-力学-」 ISBN4-87361-054-0 など |
| 成績評価の方法 |
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期末試験 50％ 授業参加度/貢献度/平常点 50％ |
| 教員から一言 |
| 論理的思考が重要。疑問を大切にし、深く考えることを楽しむようになることを期待します。授業は、そうした思考の道具(基本法則や数学)や、思考の筋道の例を提供する場です。 |
| キーワード |
| 力学 |
| オフィスアワー |
| 講義後の休み時間 |
| 備考１ |
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A科の学生に対しては選択科目 ただし，2015〜2018年度入学で「物理学基礎および演習」，あるいは，2014年度以前入学で「物理学基礎」や「物理学基礎演習」を落としたE科の学生にとっては必修科目 「物理学基礎および演習」は３単位で，「物理学基礎」は２単位で， 「物理学基礎および演習」 を落とした皆様は１単位相当の演習等を別途行う必要がある |
| 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 |
| 2022/09/14 13:06:12 |