| 本科 | 選択・必修 | 開設時期 | 単位数 | 授業形態 | 担 当 | |||
| 一般科目 | 必修 | 4年前 | 1 | 講義 | 石田 浩一 ・ 笠置 映寛 | |||
| 【授業の概要】 ２、３年で学んだ基礎物理I、IIの学習を基礎として、ニュートン力学を中心に、微積分を応用した物理学の方法について講義する。 | ||||||||
| 【授業の進め方】 演示実験、コンピュータ・シミュレーションによるイメージ化を図るとともに、学習シートにより学習課題を明確にして、学習の深化を図る。また、それぞれの学習内容については基本例題の演習を行う。 また、テキスト『力学とは何か』の章末問題の演習を、自学・自修の内容として課する。応用問題については、e-Learning環境での学修をめざす。 | ||||||||
| 【授業計画】 | 【授業項目】 | 【内 容】 | ||||||
| 1 回 | ニュートン力学へのアプローチ | ケプラー、ガリレイ、デカルトの業績、自然哲学の数学的原理（プリンピキア）、物理法則の構造 | ||||||
| 2 回 | ニュートンの運動の法則 | 運動の３法則、万有引力の法則、人工衛星の運動（第一宇宙速度）、静止衛星の高度【レポート】 | ||||||
| 3 回 | 運動の表し方(1) | 時間と空間、平均の速さと瞬間の速さ、速度、加速度 | ||||||
| 4 回 | 運動の表し方(2) | 直交座標と、極座標、曲線運動における速度、加速度、ガリレオ変換 | ||||||
| 5 回 | 運動方程式 | 運動方程式、慣性質量と重力質量、運動方程式の物理的意味、テイラー展開 | ||||||
| 6 回 | いろいろな運動(1) | 重力による運動、ばね振り子の運動【演習】 モンキー・ハンティング（シミュレーション実験） |
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| 7 回 | いろいろな運動(2) | 抵抗のある場合の落下運動 ①抵抗力R=-κv ②抵抗力R=-κv^2 コンピュータ・シミュレーション |
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| 8 回 | 中間試験 | 1～7回の講義内容の理解度を確認する | ||||||
| 9 回 | いろいろな運動(3) | 減衰振動、強制振動 | ||||||
| 10 回 | 運動量・角運動量 | 運動量、運動量保存則、角運動量、角運動量保存則、ケプラーの第二法則の物理学的意味 | ||||||
| 11 回 | 仕事とエネルギー(1) | 仕事、仕事率、運動方程式の微分、運動エネルギー、相対論的運動エネルギー | ||||||
| 12 回 | 仕事とエネルギー(2) | ポテンシャル・エネルギー、万有引力ポテンシャル、クーロン・ポテンシャル | ||||||
| 13 回 | 剛体と回転運動(1) | 慣性モーメント、棒、円板、円輪、円筒、球の慣性モーメント【演習】、平行軸線定理、直交軸の定理 | ||||||
| 14 回 | 剛体と回転運動(2) | 剛体の運動、並進運動と回転運動、斜面上の円筒の運動、剛体振り子【レポート】 | ||||||
| 期末試験 | 9～14回の講義内容の理解度を確認する | |||||||
| 15 回 | 答案返却など | 試験についての解説、運動法則の一般化、最小作用の原理、ラグランジュ方程式 | ||||||
| 【到達目標】 | 力学を中心に、専門基礎の「物理常識」を身につけるとともに、力学現象を運動方程式を用いて解析することができるようにする。 | 【徳山高専学習・教育目標】 | A1 | 【JABEE基準1(1)】 | d-1 | |||
| 【評価法】 | 評価は、中間試験と期末試験の平均点を80%、学習シートによる演習、レポートを20％で評価する。なお、発展課題のレポートについては、特別に加点する場合がある。 評価式：（中間試験(100点）＋期末試験(100点））×0.4＋｛演習およびレポート点（20点）｝ | |||||||
| 【テキスト】 | 和田正信、『力学とは何か』（裳華房） R.A.サーウェイ『科学者と技術者のための物理学Ia力学･波動』（学術図書） | |||||||
| 【関連科目】 | 基礎物理I、II、数学諸科目 | |||||||