| 年度 |
2024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K110 |
| 授業の方法 |
講義 |
授業の方法
【詳細情報】 |
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講義中心．板書多用．
授業は対面で実施する。必要に応じて，Microsoft Teams を用いたオンライン授業を行う． |
| 単位 |
2.0 |
週時間 |
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使用言語 |
B
:
日本語・英語 |
| 学習の段階 |
1
:
入門レベル
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| 学問分野（分野） |
25
:
理工学 |
| 学問分野（分科） |
06
:
物理学 |
| 対象学生 |
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| 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，変数分離法，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，うなり，共鳴曲線 |
| 教職専門科目 |
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教科専門科目 |
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教養教育での
この授業の位置づけ | 専門教育との有機的関連性を持つ前専門教育として，それぞれの専門分野を学ぶために必要な基礎的知識の学習により，基礎学問の論理的骨格や体系及び学問形成に必要な知識・技術を修得することを目標とする。 |
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| 学習の成果 | 各科目に応じた基礎学問の論理的骨格や体系及び学問形成に必要な知識・技術を理解・修得し，説明できる。 |
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| 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：ベクトルの微分，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：束縛運動
第12回：定数係数の2階常微分方程式の解法,単振動
第13回：減衰振動
第14回：強制振動(抵抗のない場合)
第15回：強制振動(抵抗のある場合)
第16回に期末試験を実施する．
課題を適宜出題する.
自習用の問題を指定するので，各自で授業後に解いてみる． |
| 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.参考書も必要としない． |
授業で使用する
メディア・機器等 |
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| 【詳細情報】 |
テキスト,黒板,プロジェクタ |
授業で取り入れる
学習手法 |
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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.それを質量が変化する物体の運動に応用する．
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: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.
第12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13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14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15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．
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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。
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| 成績評価の基準等 |
試験７０％程度，課題３０％程度により行う
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| 実務経験 |
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実務経験の概要と
それに基づく授業内容 |
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| メッセージ |
数学的取り扱いを重視する．高校の数学をよく復習しておくこと． |
| その他 |
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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。 |