Web Syllabus(講義概要)
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力学Ⅰ
英文名 Mechanics Ⅰ
科目概要 物理学科 1年 3群科目 必修 2単位 前期 15 コマ 講義 週1コマ 水3限
科目責任者 西沢 望
担当者 西沢 望※
備考 科目ナンバリング:SP301-PF13

教員免許取得のための必修科目

科目 教科に関する専門的事項(中・高 理科)
施行規則に定める科目区分
  • 物理学

授業の目的

多様な自然現象の仕組みを体系的・物理的に理解するために、力学を習得する。

DPとの関連

SG1SP1

教育内容

ベクトルと微積分を用いて基本法則から体系的に質点及び質点系の力学を講義する。

教育方法

板書とスライドを用いて講義を行う。

授業内容

項目 内容 担当者
1 運動 空間と時間、速度、速度の積分 西沢 望
2 初等力学における微分方程式の解法 オイラーの公式、1階微分法式の解法、2階微分方程式の解法 西沢 望
3 運動の法則 慣性(運動の第1法則)、運動法則(運動の第2法則)、作用反作用の法則(運動の第3法則) 西沢 望
4 運動とエネルギー(1) 直線上の運動、斜面に沿う運動 西沢 望
5 運動とエネルギー(2) 単振動、1次元の運動とエネルギー 西沢 望
6 運動とエネルギー(3) 2次元の運動、円運動、仕事と運動エネルギー、力のポテシャルとエネルギー保存 西沢 望
7 惑星の運動と中心力(1) ケプラーの法則、円・楕円・放物線・双曲線、中心力と極座標、ケプラーの法則と太陽の引力・惑星の運動 西沢 望
8 惑星の運動と中心力(2) 球形の物体におけるポテシャル 西沢 望
9 角運動量 ベクトルの外積、角運動量と力のモーメント、角運動量ベクトル 西沢 望
10 2体問題 換算質量、相対座標と相対運動、重心と重心運動 西沢 望
11 質点系の力学 質点系の運動量と運動エネルギー、質点系の角運動量 西沢 望
12 剛体(1) 剛体の慣性モーメント 西沢 望
13 剛体(2) 剛体の運動方程式 西沢 望
14 剛体(3) 固定軸をもつ剛体の運動 西沢 望
15 まとめ 全体の確認と復習 西沢 望
No. 1
項目
運動
内容
空間と時間、速度、速度の積分
担当者
西沢 望
No. 2
項目
初等力学における微分方程式の解法
内容
オイラーの公式、1階微分法式の解法、2階微分方程式の解法
担当者
西沢 望
No. 3
項目
運動の法則
内容
慣性(運動の第1法則)、運動法則(運動の第2法則)、作用反作用の法則(運動の第3法則)
担当者
西沢 望
No. 4
項目
運動とエネルギー(1)
内容
直線上の運動、斜面に沿う運動
担当者
西沢 望
No. 5
項目
運動とエネルギー(2)
内容
単振動、1次元の運動とエネルギー
担当者
西沢 望
No. 6
項目
運動とエネルギー(3)
内容
2次元の運動、円運動、仕事と運動エネルギー、力のポテシャルとエネルギー保存
担当者
西沢 望
No. 7
項目
惑星の運動と中心力(1)
内容
ケプラーの法則、円・楕円・放物線・双曲線、中心力と極座標、ケプラーの法則と太陽の引力・惑星の運動
担当者
西沢 望
No. 8
項目
惑星の運動と中心力(2)
内容
球形の物体におけるポテシャル
担当者
西沢 望
No. 9
項目
角運動量
内容
ベクトルの外積、角運動量と力のモーメント、角運動量ベクトル
担当者
西沢 望
No. 10
項目
2体問題
内容
換算質量、相対座標と相対運動、重心と重心運動
担当者
西沢 望
No. 11
項目
質点系の力学
内容
質点系の運動量と運動エネルギー、質点系の角運動量
担当者
西沢 望
No. 12
項目
剛体(1)
内容
剛体の慣性モーメント
担当者
西沢 望
No. 13
項目
剛体(2)
内容
剛体の運動方程式
担当者
西沢 望
No. 14
項目
剛体(3)
内容
固定軸をもつ剛体の運動
担当者
西沢 望
No. 15
項目
まとめ
内容
全体の確認と復習
担当者
西沢 望

到達目標

数学的考察を基盤として力学の概念を理解する。

評価基準

中間テスト(40%)、期末試験(60%)で総合的に評価する。なお、欠席は1回につき5点減点する。

準備学習(予習・復習)

【授業時間外に必要な学習時間:1コマあたり4時間】
予習:前もって授業範囲に目を通し、理解が困難な概念や計算を把握しておく。
復習:講義内容をもとにレポート課題を行い、講義内容の演習問題を解く。

実務経験のある教員情報

該当教員なし

関連科目

力学演習Ⅰ、力学Ⅱ、微分積分Ⅱ、解析力学

その他

本講義で学習した内容は力学演習Ⅰで復習した上で、自らの手で具体的な問題を解き、本質的理解とその定着を図る

教材

種別 書名 著者・編者 発行所
教科書 物理入門コース 力学 戸田盛和 岩波書店
参考書 物理入門コース/ 演習 力学 戸田盛和・渡辺慎介 岩波書店
参考書 考える力学 兵頭 俊夫 学術図書出版社
教科書
書名
物理入門コース 力学
著者・編者
戸田盛和
発行所
岩波書店
参考書
書名
物理入門コース/ 演習 力学
著者・編者
戸田盛和・渡辺慎介
発行所
岩波書店
参考書
書名
考える力学
著者・編者
兵頭 俊夫
発行所
学術図書出版社