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年度 2024年度 開講部局 理学部
講義コード HD230000 科目区分 専門教育科目
授業科目名 連続体力学
授業科目名
(フリガナ)
レンゾクタイリキガク
英文授業科目名 Mechanics of Continuous Media
担当教員名 石井 勲
担当教員名
(フリガナ)
イシイ イサオ
開講キャンパス 東広島 開設期 3年次生   後期   セメスター(後期)
曜日・時限・講義室 (後) 木7-8:理E104,理E209
授業の方法 講義 授業の方法
【詳細情報】
 
講義中心,演習(レポート課題),板書多用 
単位 2.0 週時間   使用言語 B : 日本語・英語
学習の段階 3 : 中級レベル
学問分野(分野) 25 : 理工学
学問分野(分科) 06 : 物理学
対象学生 3年次生 後期(6セメスター)
授業のキーワード ベクトル,テンソル,連続体力学,弾性波動論,量子弾性,流体力学 
教職専門科目   教科専門科目  
プログラムの中での
この授業科目の位置づけ
(学部生対象科目のみ)
物性物理学や宇宙物理学等を理解していく上で,その基礎となる連続体力学や流体力学の入門的内容を学習する。 
到達度評価
の評価項目
(学部生対象科目のみ)
物理学プログラム
(知識・理解)
・素粒子物理学,宇宙物理学,天文物理学,固体物理学,物性物理学,放射光物理学などの専門分野の知識・理解 
授業の目標・概要等 ベクトル,テンソル解析の基礎を復習して応用を学ぶと共に,弾性波動論および流体力学の基礎を習得する。 
授業計画 第1回 授業ガイダンス,線形代数学の復習:スカラーとベクトル
第2回 勾配,発散,回転の描像と数学の統一的理解,スカラーとベクトルの定義
第3回 スカラー,擬スカラー,ベクトル(極性ベクトル),擬ベクトル(軸性ベクトル)
第4回 テンソルの定義,対称テンソル,反対称テンソル,高階テンソル
第5回 物体の形の変化(変位,変形,歪み,回転),歪みと回転の対称性
第6回 弾性波動論,応力,一般化されたフックの法則,固体中の音(弾性波)の運動方程式
第7回 弾性テンソル,立方晶結晶での運動方程式と解
第8回 立方晶結晶での運動方程式と解,量子弾性
第9回 流体力学序論,流線とオイラー的記述,粒跡線とラグランジュ的記述
第10回 ラグランジュ微分,完全流体の定義,完全流体の質量保存則
第11回 完全流体の運動方程式,うず(渦)の無い流れとベルヌーイの定理
第12回 非圧縮流体の運動,ベルヌーイの定理とトリチェリの定理
第13回 流れ,循環,揚力の起源
第14回 うず度,うず線,ヘルムホルツのうず定理
第15回 粘性流体とナヴィエ-ストークスの定理,レイノルズ数

レポート課題あり

適宜,幾つかの簡単で分かりやすい実験を交えながら授業を行う。 
教科書・参考書等 ○ 参考図書
ベクトル・テンソルと行列,George Arfken,講談社
固体物理学入門(上),Charles Kittel,丸善
ファインマン物理学IV 電磁波と物性,戸田盛和 (訳),岩波書店
弾性理論,Lev D. Landau Evgeny M. Lifshitz,東京図書
流体力学,今井功,岩波書店
流体力学,神戸勉,裳華房 
授業で使用する
メディア・機器等
 
【詳細情報】  
授業で取り入れる
学習手法
 
予習・復習への
アドバイス
第1~4回 線形代数学の復習と補充を行う。スカラー,擬スカラー,ベクトル,擬ベクトルを理解する。勾配,発散,回転を理解する。テンソルの定義,対称テンソル,反対称テンソルを学ぶ。
第5~6回 変位と変形の定義,歪み,回転,応力の対称性,一般化されたフックの法則を学ぶ。
第7~8回 固体中の音の運動方程式と,立方晶結晶を例に弾性率について学ぶ。発展的内容として量子弾性を紹介する。
第9~11回 流線と粒跡線,ラグランジュ微分,完全流体の質量保存則と運動方程式を学ぶ。
第12~13回 渦の無い流れとBernoulliの定理について学ぶ。流れ,循環,揚力の起源を理解する。
第14~15回 うずの性質(うず度,うず線など),粘性流体の基礎を学ぶ。 
履修上の注意
受講条件等
ベクトルや行列などの基礎的線形代数学など,物理数学の知識を前提とする。 
成績評価の基準等 レポート(90%程度),授業の取り組み(10%程度)で評価する。 
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   
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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