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年度 2020年度 開講部局 教養教育
講義コード 68150003 科目区分 基盤科目
授業科目名 一般力学I[1工一]
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 荒井 正純
担当教員名
(フリガナ)
アライ マサズミ
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) 木5-8:総K203
授業の方法 講義 授業の方法
【詳細情報】
Microsoft Teams を用いた遠隔授業 
単位 2 週時間   使用言語 B : 日本語・英語
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) 06 : 物理学
対象学生  
授業のキーワード 基本ベクトル,ベクトル積,2次元極座標系,運動方程式,常微分方程式,運動量,角運動量,ポテンシャルエネルギー,全エネルギー,単振動,減衰振動,強制振動,共鳴 
教職専門科目   教科専門科目  
教養教育での
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,座標系,ベクトルの演算(スカラー積・ベクトル積)
第2回:速度・加速度のベクトルの微分としての定義
第3回:2次元極座標系・円筒座標系
第4回:運動の法則・運動方程式
第5回:1階常微分方程式の解法,抵抗を受ける物体の運動
第6回:運動量と力積
第7回:角運動量と力のモーメント
第8回:仕事とエネルギー
第9回:全エネルギーの保存則(基礎)
第10回:全エネルギーの保存則(応用)
第11回:定数係数の2階常微分方程式の解法,単振動
第12回:減衰振動
第13回:強制振動(抵抗のない場合)
第14回:強制振動(抵抗のある場合)
第15回:束縛運動

期末試験を実施する 
教科書・参考書等 テキストは配布する.教科書を購入する必要はない.参考書も指示しない.
 
授業で使用する
メディア・機器等
テキスト,黒板,プロジェクタ 
予習・復習への
アドバイス
第1回:基本ベクトル,座標系,ベクトルの表現法,スカラー積・ベクトル積の演算について理解する.

第2回:ベクトルの微分の計算法,ベクトルの微分による速度・加速度の定義を理解する.

第3回:2次元極座標系について,基本ベクトルとその微分,速度・加速度の表式の導出を理解する.

第4回:運動の3法則を理解する.力が一定の場合について,運動方程式の積分による解の導出に習熟する.

第5回:1階常微分方程式の解法を理解する.抵抗を受ける物体の運動について,常微分方程式としての運動方程式を解く解法に習熟する.

第6回:運動量と力積の概念を理解する.それを激力の問題に応用する.質量が変化する物体の運動を解けるようになる.

第7回:角運動量,力のモーメントの概念,角運動量が保存する条件を理解する.2次元極座標系を用いたそれらの表式を理解する.

第8回:仕事,運動エネルギーの概念を理解する.

第9回:保存力,ポテンシャルエネルギー,全エネルギーの概念を理解する.

第10回:全エネルギーの保存を応用して問題が解けるようになる.

第11回:定数係数の2階常微分方程式の解法に習熟する.単振動の解の求め方と特性を理解する.

第12回:減衰振動には3種類の形態があることを,解の導出と特性から理解する.

第13回:抵抗のない場合の強制振動の解の導出を理解する.共鳴・うなりの現象を理解する.

第14回:抵抗がある場合の強制振動の解の導出を理解する.外力の角振動数の変化による振動子の特性の変化を理解する.

第15回:2次元極座標系の応用として,円周上に束縛された運動の定式化とその解法を理解する. 
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.

 
成績評価の基準等 試験70%程度,課題30%程度により行う. 
実務経験  
実務経験の概要と
それに基づく授業内容
 
メッセージ  
その他 課題を適宜出題する. 
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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