入門力学

Introductory Mechanics

9922A13

22PHMEC101

西尾　太一郎

Taichiro Nishio

2023年度前期、2023年度後期

2023/1st semester-2nd semester

火曜6限

6th period, Tuesday

理学部第二部　物理学科

Department of Physics, Faculty of Science Division Ⅱ

4.0単位

講義

Lecture

-

対面型授業/On-site class

力学は物理学の中でも最も古くから体系を整え、その後の物理学発展の基礎となった分野である。力学で用いられる力、運動量、エネルギーといった概念は、物理学全体をつらぬく基礎概念であり、最初に習得されるべきものである。前期は質点の力学、後期は質点系の力学が中心となる。将来専門科目を履修するときに必要な基礎概念を、その物理的意味を理解することで応用できるようにする。講義内容は入門力学演習１、２や基礎物理学実験と関連が深いので、これらの科目を受講することで理解度を増すことができる。

単に力学の修得を目的として授業が進められるのではなく、力学を通じて物理学とは何であるかを理解することを目標として、授業が進められる。本学科のカリキュラム・ポリシーに定める基礎科目に相当する科目である。

・法則を意味を理解でき、方程式の導出ができる
・問題に応じて、方程式を立てることができ、それを解くことができる。

専門基礎能力

高等学校の物理を履修していることを前提としている.授業が難しいと感じたら、まず、高校の教科書を読み直す。授業開始にあたり、何冊かの参考書とその特長を挙げるので、各自目を通し、自分に合った参考書を何冊か選びそれを参考する。授業は必ず復習し、式の展開は計算式をトレースし、時には別紙に解き、理解する習慣をつける。式の展開をも暗記する学習法は応用が利かないので注意。授業時は先に配布した分もすべて持参し、必要に応じて開き理解に役立てる。

小テストの実施　Quiz type test

-

復習においては、その週の内容を良く読み取ることが必要である。式の展開に注意しながら計算をトレースし、自分流のノートを完成させる（計算は目で追うばかりではなく、実際に別紙に書いて解くことが理解に有効である）。その実行が予習に繋がる。式の展開では、なぜそのようにできるか説明が入る。それを聞き逃さないようにする。練習問題を解くことで、理解度をはかる。予習については各回の授業前に指定した参考書の該当する部分を読んでおくこと。予習・復習にそれぞれ約1.5時間かけることが望ましい。

前期と後期の終わりに到達度評価を行う。理解度の確認のために、授業後に小テストを行った場合、それも評価の対象とする。小テストの実施については、授業で詳しく説明をする。また、フィードバックのため、小テストの解答はLETUSに掲載し、授業内で解答の解説をする。到達度評価８０％、小テスト２０％の割合で評価を行う。

・S：到達目標を十分に達成し、極めて優秀な成果を収めている
・A：到達目標を十分に達成している
・B：到達目標を達成している
・C：到達目標を最低限達成している
・D：到達目標を達成していない
・-：学修成果の評価を判断する要件を欠格している

・S：Achieved outcomes, excellent result
・A：Achieved outcomes, good result
・B：Achieved outcomes
・C：Minimally achieved outcomes
・D：Did not achieve outcomes
・-：Failed to meet even the minimal requirements for evaluation

N

-

教科書および一部の参考書は、MyKiTS (教科書販売サイト) から検索・購入可能です。
It is possible to search for and purchase textbooks and certain reference materials at MyKiTS (online textbook store).
​https://gomykits.kinokuniya.co.jp/tokyorika/​​​

物理学序論としての力学　藤原邦男　著 （東京大学出版1984年） ISBN978-4-13-062071-0

授業のはじめにさらに数冊の参考書を紹介する。

1 レベルチェックテスト(学科ガイダンスで事前に説明がある）
2 ガイダンス（講義の進め方・参考書の紹介）、学習目標
3 近似、微分積分
4 質点、座標、変位、物理におけるベクトルの意味
5 3次元空間のべクトルとその演算
6 運動の３法則
7 運動の合成と分解
8 いろいろな運動の運動方程式 1
9 いろいろな運動の運動方程式 2
10 定数係数の線型常微分方程式の解
11 流体中を落下する球状物体
12 仕事とエネルギー１　（質点の運動エネルギー、保存力の場のポテンシャル）
13 仕事とエネルギー２　（摩擦力、ばね振り子の自由振動と強制振動）
14 万有引力１（惑星の運動）
15 万有引力２（大きさのある物体の間の万有引力）
16 授業の到達度の確認と解説
17 相対運動
18 質点系の力学の一般論
19 2体問題１　（惑星の運動）
20 2体問題２　（いろいろな例）
21 剛体とその自由度
22 剛体の静力学
23 剛体の回転運動
24 慣性モーメント
25 剛体の平面運動１   （斜面上の落下運動）
26 剛体の平面運動２   （その他の例）
27 剛体の平面運動 3　（その他の例）
28 歳差運動
29 まとめ
30  授業の到達度の確認と解説

-

-

-

上記は授業計画は目安であり、受講者の様子を見ながら繰り返し進行度を調整する。