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授業科目名
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担当教官
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基礎物理学I
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舛谷 敬一
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時間割番号
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単位数
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コース
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履修年次
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期別
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曜日
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時限
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| 254210 | 2 | ＣＬ | 4 | 前期 | 金 | II |
| ［概要と目標］ | ||||||
| 概要と目標： 工学を専攻する学生にとって、物理学は重要な基礎科目の一つである。特に、力学は物理学の中で最も基本的な部門であり、様々な基礎的概念を理解する上で必須である。この講義では、微積分やベクトル演算などの数学的方法を用いながら、質点の力学についての理解を深める。具体的には以下のようなことを目標とする。 １．運動の三法則を理解し、様々な例（放物運動、単振動など）に応用できる。すなわち、運動方程式を立て、これを解くことができる。 ２．運動量、仕事、エネルギーのような基本的概念を実際の例を通じて理解する。 ３．万有引力と２次曲線運動の関係を理解し、惑星運動の力学による記述の歴史的意味を学ぶ。 （なお、この講義は旧カリキュラムでの過年度生用である。） 学科の学習・教育目標との対応： (B)土木環境工学の専門知識習得に必要となる数学、自然科学及び情報処理の基礎学力を身に付け、土木環境技術者としての知的基盤を形成する。（技術者としての知的基盤の形成） |
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| ［必要知識・準備］ | ||||||
| 高等学校で履修する物理（物理 IB、物理 II）と数学（数学 II・B、数学 III・C）の知識があることが望ましい。講義では物理や数学を履修していない学生にも理解できるところから話を始めるが、補習授業や自習による各自の努力が必要である。 | ||||||
| ［評価基準］ | ||||||
| 評価方法： 次の３つを総合して評価する。 １．出席等（出席・受講状況、宿題レポート、講義及び演習ノート） ２．中間試験 ３．期末試験 評価基準： 以下の２つの基準Ａ、Ｂのうちで、良い方を評価点とする。 Ａ：出席等（20点）、中間試験（30点）、期末試験（50点） Ｂ：出席等（10点）、中間試験（10点）、期末試験（80点） なお、不合格者に対する追試験等は行わない。 |
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| ［教科書］ | ||||||
| ［参考書］ | ||||||
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| ［講義項目］ | ||||||
| １．物理学・数学の基礎知識の調査 力学の歴史について：古代ギリシャからガリレオまで ２．運動の記述：質点、基準系、変位、速度、加速度 ３．ニュートンの運動の３法則：慣性、質量、力、作用・反作用 ４．等加速度運動：重力、自由落下、放物運動 ５．摩擦力と抵抗：束縛力、摩擦、抵抗、終端速度 ６．中間試験：１から４まで 達成目標：ベクトル量としての変位、速度、加速度が計算できる。 ニュートンの運動の３法則が説明できる。 等加速度運動の運動方程式が書け、それを解くことができる。 抵抗がある場合の運動方程式が書け、それを解くことができる。 運動方程式の変形：法線加速度と接線加速度、運動量 ７．単振動：減衰振動には簡単に触れる ８．強制振動：共振・共鳴 ９．仕事とエネルギー（１） １０．仕事とエネルギー（２） １１．中心力、２次曲線の数学 １２．中間試験：５から１０まで 達成目標：運動量及び力積の概念を理解し，簡単な例に応用できる。 直交座標系の運度方程式を法線・接線方向の方程式に変形できる 単振動についての運動方程式が書け、それを解くことができる。 減衰振動、強制振動について半定量的な説明ができる。 仕事とエネルギーの概念について説明ができ、計算ができる。 力学的エネルギー保存則を理解し、簡単な例に応用できる。 惑星の運動（１）：ケプラーの法則から万有引力を導く １３．惑星の運動（２）：万有引力から２次曲線運動を導く １４．非慣性系での運動：慣性力・みかけの力、遠心力、コリオリ力 １５．期末試験：１から１４まで 達成目標：中間試験１、２の達成目標に加えて， 角運動量の概念を理解し、簡単な例に応用できる。 中心力について、角運動量が保存することを理解する。 万有引力と惑星運動に関するケプラーの法則の関係について知る 等速円運動の仮定のもとで、惑星の運動を計算できる。 非慣性系でのみかけの力を理解し、簡単な例に応用できる。 |
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