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年度 2017年度 開講部局 教養教育
講義コード 68150006 科目区分 基盤科目
授業科目名 一般力学I[1工四]
授業科目名
(フリガナ)
イッパンリキガク1
英文授業科目名 General Mechanics I
担当教員名 星野 公三
担当教員名
(フリガナ)
ホシノ コウゾウ
開講キャンパス 東広島 開設期 1年次生   前期   1ターム
曜日・時限・講義室 (1T) 月5-8:総K313
授業の方法 講義 授業の方法
【詳細情報】
講義中心、板書多用 
単位 2 週時間   使用言語 J : 日本語
学習の段階 1 : 入門レベル
学問分野(分野) 25 : 理工学
学問分野(分科) 25 : 物理学
対象学生  
授業のキーワード 運動の3法則、運動方程式、微分方程式、振動、仕事、ポテンシャル、力学的エネルギー、万有引力、相対運動 
教職専門科目   教科専門科目  
関連するプログラム 
教養教育又は
パッケージの中での
この授業の位置づけ
 
学習の成果 
授業の目標・概要等 力学は、電磁気学とともに、物理学や工学を支える重要な柱のひとつであり、理工系学生が基礎的素養としてマスターすべき大切な授業科目である。本講義は、工学部学生に力学の法則を体系的に修得させることを目的とする。「一般力学I」では質点の力学を講義する。また講義を理解するために必要な数学についても解説する。 
授業計画 第1回:ベクトル、ベクトルの演算(スカラー積、ベクトル積、微分、積分)の基礎事項
第2回:位置ベクトルと速度、加速度の関係(速度と加速度が位置ベクトルの時間微分で表わされること)。運動の第1法則と慣性座標系
第3回:運動の第2法則(運動方程式)、運動の第3法則(作用反作用の法則)、等加速度直線運動、自由落下運動の運動方程式(微分方程式)の解法
第4回:単振動の運動方程式、複素数とオイラーの公式
第5回:定数係数の2階線形常微分方程式の解法
第6回:減衰振動の運動方程式とその解法、および減衰振動の特徴
第7回:強制振動の運動方程式とその解法、および強制振動の特徴
第8回:力のする仕事の積分表示、運動方程式と運動エネルギー
第9回:保存力とポテンシャルエネルギー、力学的エネルギー保存則
第10回:力学的エネルギー保存則とその応用例
第11回:いろいろな座標系(直交座標系、極座標系、円筒座標系)
第12回:万有引力とそのポテンシャルエネルギー
第13回:相対運動(並進運動)と慣性力
第14回:相対運動(回転運動)と慣性力
第15回: コリオリ力と遠心力

期末試験を実施する 
教科書・参考書等 講義形式(講義中心;板書多用)
教科書・参考書(各担当教員が指示する) 
授業で使用する
メディア・機器等
テキスト,配付資料,映像(ビデオ/PC/その他画像資料) 
予習・復習への
アドバイス
第1回:授業の前に、高校で学んだベクトルに関係した数学と、関数の微分、積分について復習しておく。
第2回:速度と加速度が位置ベクトルのどのような時間微分で表わされるか、きちんと理解して記憶する。
第3回:運動方程式が微分方程式であること、簡単な場合は積分すれば解けることを理解する。高校で学んだ放物運動に関する公式は使わずに、運動方程式を立て、微分方程式を解いて導けるようになるまで復習する。
第4-7回:授業の前に、高校で学んだ3角関数、複素数、複素平面、指数関数について復習しておく。定数係数の2階線形常微分方程式の解法をマスターし、実際に単振動、減衰振動、強制振動の運動方程式が解けること。減衰振動と強制振動の運動の違いについて理解すること。
第8-10回:授業の前に高校で学んだ力のする仕事について復習しておく。仕事が、力と微少変位の内積の積分で表されること、保存力の特徴、保存力とポテンシャルエネルギーの関係を理解し記憶する。保存力の作用を受けて運動する質点の運動方程式から力学的エネルギー保存則が導けること。
第11回:極座標、円筒座標と直交座標の間の関係式を理解し記憶する。
第12回:万有引力が保存力であること、万有引力と地球表面の重力加速度との関係を理解する。
第13回:非慣性座標系に現れる慣性力について、質点の運動方程式をもとに、その意味を理解する。
第14-15回:授業の前に、ベクトル積について復習しておくこと。回転座標系に現れる代表的な慣性力である、コリオリ力と遠心力について、運動方程式をもとに理解する。 
履修上の注意
受講条件等
・1年生は必ずクラス指定に従うこと。
・毎年の受講生の状況により臨機応変に授業を進めるので、実際の授業の進度は各教員に問い合わせること。
 
成績評価の基準等 試験70%程度、授業への取組態度30%程度により行う 
メッセージ  
その他   
すべての授業科目において,授業改善アンケートを実施していますので,回答に協力してください。
回答に対しては教員からコメントを入力しており,今後の改善につなげていきます。 
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