Web Syllabus(講義概要)
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力学演習Ⅰ
英文名 Exercises in 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 演習 週1コマ 水4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:SP302-PF17

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

力学I の講義と連動し、自らの手で具体的な問題を解くことにより、力学の基本概念の理解を深めるとともに問題解決能力を習得する。

DPとの関連

SG1SG2SG3SP1

教育内容

主に力学Ⅰの講義に対応する演習問題をベクトルと微積分を用いて解いていく。

教育方法

力学I の講義に対応する要項を整理し、演習問題を解き、レポート課題としてまとめ提出する。

授業内容

項目 内容 担当者
1 運動の記述 有効数字、ベクトル表記法、位置・速度・加速度、物理量の次元と単位、微分法と積分法 西沢 望
2 初等力学における微分方程式の解法(1) オイラーの公式、1階の微分方程式、2階の微分方程式の解法 西沢 望
3 初等力学における微分方程式の解法(2) 1階の微分方程式、2階の微分方程式の解法 西沢 望
4 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
5 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
6 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
7 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
8 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
9 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
10 角運動量 ベクトル積、角運動量と力のモーメント、角運動量ベクトル 西沢 望
11 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
12 質点系の力学 質量系の運動量、運動エネルギー、角運動量 西沢 望
13 剛体(1) 剛体の運動方程式 西沢 望
14 剛体(2) 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
運動の記述
内容
有効数字、ベクトル表記法、位置・速度・加速度、物理量の次元と単位、微分法と積分法
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(1)
内容
オイラーの公式、1階の微分方程式、2階の微分方程式の解法
担当者
西沢 望
No. 3
項目
初等力学における微分方程式の解法(2)
内容
1階の微分方程式、2階の微分方程式の解法
担当者
西沢 望
No. 4
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. 5
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. 6
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. 7
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. 8
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. 9
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. 10
項目
角運動量
内容
ベクトル積、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. 11
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. 12
項目
質点系の力学
内容
質量系の運動量、運動エネルギー、角運動量
担当者
西沢 望
No. 13
項目
剛体(1)
内容
剛体の運動方程式
担当者
西沢 望
No. 14
項目
剛体(2)
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

基礎的な力学の問題を自在に解けるようになる。

評価基準

レポートにより総合的に評価する。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時間程度】
予習:次回の授業内容について、力学I の講義を参照し要項を把握する。 
復習:授業内容について理解し説明できるようにし、授業の最後に行う前回の授業に関する問題について確認する。また、毎回の課題レポートを必ず提出すること。

実務経験のある教員情報

該当教員なし

関連科目

力学I、微分積分I、微分積分II

その他

(なし)

教材

種別 書名 著者・編者 発行所
教科書 なし
参考書 物理入門コース/ 演習 例解 力学演習 戸田盛和・渡辺慎介 岩波書店
参考書 物理入門コース 力学 戸田盛和 岩波書店
教科書
書名
なし
著者・編者
発行所
参考書
書名
物理入門コース/ 演習 例解 力学演習
著者・編者
戸田盛和・渡辺慎介
発行所
岩波書店
参考書
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