物理学AII(工学(物質))

科目名
Course Title
授業コード 単位数 配当年次 開講期間
Term
科目分類 ナンバリング
コード
曜日
コマ
教室 担当教員氏名
Instructor
物理学AII(工学(物質))
General Physics AII
A600300005 2 1 前期授業 理系基礎科目 FLPHY1930-J1 木2 B3-118 魚住 孝幸

オフィスアワー

金曜日10:00-12:00

授業目標

ニュートン力学の体系的学習を通じて、力学の基本事項に習熟するとともに、工学の様々な専門分野を理解するための基礎として活用できるようにする。特に「物理学AII」では、剛体を含む質点系の運動法則の理解を深める。具体的には以下の能力を身につけることを達成目標とする。
1. 非慣性系における見かけの力を理解し、非慣性系での運動の記述ができること。
2. 質点系に対して、重心運動と相対運動の分離という視点に立って運動方程式が扱えること。
3. バネで結合された質点系をはじめ、典型的な系の運動方程式の解を求められること。
4. 重心運動と回転運動からなる基礎方程式に基づいて剛体の運動が扱えること。
5. 剛体の重心および慣性モーメントを積分,または関連する諸定理を用いて計算できること。

教科書

小出昭一郎著「物理学(三訂版)」(裳華房)

参考書

・橋本正章・荒井賢三著「力学の基礎」(裳華房)
・原島鮮著「力学」(裳華房)
・V.D.バージャー・M.G.オルソン「力学」(培風館)

関連科目

物理学AI

授業時間外の学習(準備学習等について)

授業時間だけでは講義内容をよく理解して授業目標を達成することは困難です。そのため、授業テーマにあわせて適宜まとめプリントを配布し、また関連する問題を予習・復習用に出題します、授業時間外の学習では講義内容の整理・復習はもちろんの事、問題演習を通じて理解を深めてください。なお、自習用の演習問題をポータルに上げておくので有効に活用してください。

授業の概要

質点集団の取り扱いにおける重心・相対座標の分離という観点の重要性を強調しながら重心・相対運動の方程式を導出する。また、運動エネルギー、運動量、角運動量の各種保存則と絡めて集団運動の特徴を示す。さらに、剛体運動の基礎方程式、回転座標系などの非慣性系における運動の記述法についても説明する。

授業計画

第1回 ガイダンス,非慣性系(並進)における運動法則,見かけの力 準備学習等
第2回 回転座標系における質点運動の記述と見かけの力 準備学習等
第3回 ベクトル外積,角速度ベクトル,回転座標系におけるベクトルおよびその時間変化の記述 準備学習等
第4回 一般の非慣性系(並進+回転)における質点運動の記述,見かけの力の分類とそれらの特徴 準備学習等
第5回 地球表面上での運動とコリオリ力,フーコー振り子 準備学習等
第6回 2質点系の取り扱いと着眼点.運動方程式における重心運動と相対運動の分離 準備学習等
第7回 N質点系の取り扱い.運動方程式における重心運動と相対運動の分離.全運動量,全運動エネルギー,全角運動量における重心運動と相対運動の分離 準備学習等
第8回 連成振動 準備学習等
第9回 剛体と運動の取り扱い.剛体の重心運動と回転運動,剛体運動の基礎方程式 準備学習等
第10回 剛体の慣性モーメントとその計算方法 準備学習等
第11回 慣性モーメントに関するいくつかの性質.剛体に働く力のモーメント 準備学習等
第12回 剛体のつり合いと固定軸周りの回転運動,剛体の角運動量と回転運動のエネルギー 準備学習等
第13回 剛体の平面運動と衝撃運動 準備学習等
第14回 オイラー角とオイラーの運動方程式 準備学習等
第15回 剛体の固定点周りの運動,コマの運動 準備学習等
第16回 定期試験 準備学習等

成績評価

授業目標(達成目標)の1~5の達成度で成績評価を行う。C(合格)となるためには、
1~5のすべての項目に関する基本的な問題が解けることが必要である。
成績を評価する手段として、レポート(1回)と期末試験を用いる。
成績に占める割合は、レポート40%、期末試験60%である。