2020年 短期大学部 シラバス - ものづくり・サイエンス総合学科
設置情報
| 科目名 | 力学Ⅱ | ||
|---|---|---|---|
| 設置学科 | ものづくり・サイエンス総合学科 | 学年 | 2年 |
| 担当者 | 山田 賢治 | 履修期 | 前期 |
| 単位 | 2 | 曜日時限 | 月曜1 |
| 校舎 | 船橋 | 時間割CD | E11F |
| クラス | |||
概要
| 学修到達目標 | 力学I・IIを通じて，古典力学（ニュートン力学）の基本的事項について学習することにより，ニュートン力学を体系的に理解することを目標とする。 力学Iでは，物体を質点とみなし，その運動について学んだ。ところが，全ての物体は有限の大きさを持つため，実際の運動を厳密に扱うには，その質量中心の運動に加えて，回転運動やその他の内部運動についても考慮しなければならない。 力学IIでは，物体を相互作用している質点の集まり（質点系）とみなして，その運動法則について学習する。特に，質点系の力学の応用として，個々の質点間の距離が変わらない物体（剛体）の運動を扱う。剛体の運動を扱うとき，剛体に固定した座標系を選ぶと物理現象を簡単に記述できる場合がある。このような運動座標系において，ニュートンの運動法則がどうなるかについて学ぶ。 |
|---|---|
| 授業形態及び 授業方法 |
（1）基本的重要事項の解説は，板書を中心とした講義形式で行う。 （2）学習した基本的重要事項について，理解度確認テストを実施する。 |
| 履修条件 | 専門教育科目／選択（物理学分野） （1）力学演習IIを履修すること。 （2）微分方程式Ⅰを履修すること。 （3）力学I，力学演習Iを履修していること。 （4）微分積分I・II，数学演習I・IIを履修していること。 （5）ベクトル解析，ベクトル解析演習を履修していること。 |
授業計画
| 第1回 | ・講義概要 ・質量が変化する質点の運動 【事前学習】力学Ⅰで学習した「ニュートンの運動の３法則」及び「運動量保存則」について，しっかり復習しておくこと。（1時間） 【事後学習】講義の内容について，数式をチェックしながら十分復習すること。理解できない点については，その内容を整理し質問の準備をすること。（3時間） |
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| 第2回 | ・質点系の力学（その1） （1）内力と外力 （2）質点系の運動方程式 （3）質量中心〈重心〉 【事前学習】力学Ⅰで学習した内容について，十分復習しておくこと。（2時間） 【事後学習】講義の内容について，数式をチェックしながら十分復習すること。理解できない点については，その内容を整理し質問の準備をすること。（2時間） |
| 第3回 | ・質点系の力学（その2） （4）質点系の運動量 （5）質点系の運動エネルギー 【事前学習】前回の授業内容について，理解を深めておくこと。（1時間） 【事後学習】講義の内容について，数式をチェックしながら十分復習すること。理解できない点については，その内容を整理し質問の準備をすること。（3時間） |
| 第4回 | ・質点系の力学（その3） （6）内力の仕事と質点系の力学的エネルギー 【事前学習】前回の授業内容について，理解を深めておくこと。（1時間） 【事後学習】講義の内容について，数式をチェックしながら十分復習すること。理解できない点については，その内容を整理し質問の準備をすること。（3時間） |
| 第5回 | ・質点系の力学（その4） （7）質点系の角運動量とその時間的変化 【事前学習】前回の授業内容について，理解を深めておくこと。（1時間） 【事後学習】講義の内容について，数式をチェックしながら十分復習すること。理解できない点については，その内容を整理し質問の準備をすること。（3時間） |
| 第6回 | ・２体問題 【事前学習】前回の授業内容について，理解を深めておくこと。（1時間） 【事後学習】講義の内容について，数式をチェックしながら十分復習すること。理解できない点については，その内容を整理し質問の準備をすること。（3時間） |
| 第7回 | ・剛体 （1）剛体の定義と自由度 （2）剛体の運動方程式 （3）剛体の変位 （4）剛体のつり合い 【事前学習】質点系の力学に関する授業内容について，十分復習しておくこと。（2時間） 【事後学習】講義の内容について，数式をチェックしながら十分復習すること。理解できない点については，その内容を整理し質問の準備をすること。（2時間） |
| 第8回 | ・剛体の運動学（その1） （1）点のまわりの回転 （2）微小回転とその合成 【事前学習】前回の授業内容について，理解を深めておくこと。（1時間） 【事後学習】講義の内容について，数式をチェックしながら十分復習すること。理解できない点については，その内容を整理し質問の準備をすること。（3時間） |
| 第9回 | ・剛体の運動学（その2） （3）回転運動における剛体内の点の速度と加速度 （4）剛体の一般変位 （5）一般運動における剛体内の点の速度と加速度 【事前学習】前回の授業内容について，理解を深めておくこと。（1時間） 【事後学習】講義の内容について，数式をチェックしながら十分復習すること。理解できない点については，その内容を整理し質問の準備をすること。（3時間） |
| 第10回 | ・剛体の回転運動（その1） （1）剛体の角運動量と慣性テンソル 【事前学習】前回の授業内容について，理解を深めておくこと。（1時間） 【事後学習】講義の内容について，数式をチェックしながら十分復習すること。理解できない点については，その内容を整理し質問の準備をすること。（3時間） |
| 第11回 | ・剛体の回転運動（その2） （2）慣性テンソルの性質 （3）剛体の運動方程式と運動エネルギー 【事前学習】前回の授業内容について，理解を深めておくこと。（1時間） 【事後学習】講義の内容について，数式をチェックしながら十分復習すること。理解できない点については，その内容を整理し質問の準備をすること。（3時間） |
| 第12回 | ・剛体の回転運動（その3） （4）慣性モーメントに関する定理 【事前学習】前回の授業内容について，理解を深めておくこと。（1時間） 【事後学習】講義の内容について，数式をチェックしながら十分復習すること。理解できない点については，その内容を整理し質問の準備をすること。（3時間） |
| 第13回 | ・剛体の回転運動（その4） （5）固定軸を持つ剛体の運動 【事前学習】前回の授業内容について，理解を深めておくこと。（1時間） 【事後学習】講義の内容について，数式をチェックしながら十分復習すること。理解できない点については，その内容を整理し質問の準備をすること。（3時間） |
| 第14回 | ・理解度確認のための課題及びその解説 【事前学習】与えられた課題について，十分学習しておくこと。（4時間） |
| 第15回 | ・理解度確認テスト及びその解説 【事前学習】与えられた課題について，十分学習しておくこと。（4時間） |
その他
| 教科書 |
（1）原島鮮 著 『力学（三訂版）』 裳華房 1985年 第66版
（2）今井功・高見穎郎・高木隆司・吉澤徴・下村裕 共著 『演習 力学［新訂版］』 セミナーライブラリ物理学＝2 サイエンス社 2006年 第1版
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| 参考書 |
二宮正夫・並木雅俊・杉山忠男 著 『物理のための数学入門』 講談社基礎物理学シリーズ 10 講談社 2009年 第1版
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| 成績評価の方法 及び基準 |
（1）授業及び課題レポートへの取組状況30％，理解度確認テスト70％の割合で総合的に評価する。 （2）出席回数が総授業回数の5分の3（9回）に満たない場合は，履修放棄として取り扱い，学業成績を評価E（判定不可）とする。 （3）授業開始から30分を経過した後に入室した場合は，欠席として取り扱う。 |
| 質問への対応 | 研究室（船橋校舎９号館１階916Ｅ号室）において随時対応する。 |
| 研究室又は 連絡先 |
研究室：船橋校舎９号館１階916Ｅ号室 E-mail：yamada.kenji＠nihon-u.ac.jp |
| オフィスアワー |
月曜 船橋 12:15 ～ 13:15 ９号館１階916Ｅ号室
木曜 船橋 12:15 ～ 13:15 ９号館１階916Ｅ号室
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| 学生への メッセージ |
【令和元年度成績分布状況】履修者数 23名 S：7人(35%)，A：5人(25%)，B：3人(15%)，C：4人(20%)，D：1人(5%)，E：3人 |