力学１

Classical Mechanics 1

991278W

12PHMEC101

松下　恭子

Kyoko Matsushita

2024年度後期

2024 Second Semester

月曜2限、水曜4限

Monday 2nd Period, Wednesday 4th Period

理学部第一部　物理学科

Department of Physics, Faculty of Science Division Ⅰ

4.0単位

講義

Lecture

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① [対面]対面授業/ [On-site] On-site class

物理学では、現象を数量化して方程式で表わすことが非常に重要になる。力学１は高校物理から大学物理への橋渡しとして、自然現象を数理的に扱うことにより、そこから法則を見いだす物理学の方法を学ぶ。

力学の数式的な取り扱いとその物理的考え方の基本を理解する。

本学科のカリキュラム・ポリシー5「基礎に関する必修科目」となる。また、本学科ルーブリックの評価軸1の「基礎学力」の項目に該当する科目である。

1. 質点の運動を微分方程式で表し、それを解くことにより運動を記述できるようになる。
2. 振動現象を定量的に扱うことができるようになる。
3. ケプラーの法則の数学的表現とその物理的な意味がわかるようになる。
4. 質点系の運動を理解し、解くことができるようになる。
5. 運動座標系における運動の扱いができるようになる。

リンク先の [評価項目と科目の対応一覧]から確認できます（学部対象）。
履修登録の際に参照ください。
​You can check this from “Correspondence table between grading items and subjects” by following the link(for departments).
https://www.tus.ac.jp/fd/ict_tusrubric/​​​

基礎科目なので授業には必ず出席すること。

小テストの実施　Quiz type test

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各授業で扱う教科書の単元が示されているので、事前に1時間程度教科書をよく読んでおくこと。
講義は板書が中心であるが、講義内容のポイントをまとめたスライドをLETUSに掲載しておくので、
講義前に印刷する、タブレット、PCで閲覧できるなどの準備を行うこと。
講義ノートやスライドを元に１時間程度復習しておくこと

中間テスト(2回)と到達度評価試験：80点
授業内演習や小テスト：20点

[フィードバック方法]
小テストの解答については講義中に解説を行うかLETUSに解答例を掲載する

・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

Y

「力学」物理入門コース 戸田　盛和 著　岩波書店　

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。
​https://mirai.kinokuniya.co.jp/tokyorika/​​​

It is possible to search for and purchase textbooks and certain reference materials at MyKiTS (online textbook store).
​​https://mirai.kinokuniya.co.jp/tokyorika/

物理入門コース／演習　１　例解力学演習　戸田盛和、渡辺慎介著（岩波書店）
物理学I 物理学　編集委員会編　 (丸善出版)

各項目の括弧内は教科書「力学」戸田盛和 著（岩波書店）の節に対応する．講義と演習の内容と順序は変更する場合がある．

1 講義の概観と運動(1-1,1-2, 1-3)2 運動の法則（2-1 慣性，2-2 運動の法則，2-3 作用・反作用の法則，2-4 運動量と力積 ）　  運動量と力積を利用した演習問題を解ける
3 運動とエネルギー 1 （3-1 直線上の運動， 3-2 斜面上の運動)4 運動とエネルギー 2 (3-5 ２次元運動 3-3 単振動)5 運動とエネルギー　3 (3-4 １次元の運動とエネルギー)6 減衰振動 7 減衰振動
　  減衰振動の演習問題を解ける
8 強制振動9 運動とエネルギー4 (3-6 円運動, 3-8　仕事と運動エネルギー)　 仕事を線積分により表現し，運動エネルギーと仕事との関係を理解できる．
10 運動とエネルギー5 (3-9 力のポテンシャルと力学的エネルギーの保存)11　運動の法則・運動とエネルギーのまとめ 　　12 惑星の運動と中心力1 (4-3 中心力と平面極座標)13 角運動量 (5 角運動量)14 惑星の運動と中心力 2 （4-1 ケプラーの法則，4-2 円・楕円・放物線・双曲線）15 惑星の運動と中心力 3 （4-4 ケプラーの法則から太陽の引力を導く）16 惑星の運動と中心力 4 （4-5 太陽の引力から惑星の運動を導く)17 惑星の運動と中心力 5 (4-6 惑星位置の時間変化）18 惑星の運動と中心力　6 (4-8 クーロン力による散乱)19 惑星の運動と中心力　7 (4-7　球体の物体によるポテンシャル)
　 球対称の場合のポテンシャルについて理解する
20 惑星の運動と中心力のまとめ 　　21 質点系の運動 1 （6-1 運動量保存の法則，6-2 ２体問題）22 質点系の運動 2 （6-3 運動エネルギー，6-4 角運動量）23 質点系の運動 3 （6-4 角運動量）24 質点系の運動 4
　質点系の運動の演習問題を解ける
25 相対運動 1 （8-1 回転しない座標系，8-2 重心系と実験室系）26 相対運動 2 （8-4 回転座標系)
　　回転座標系での導関数と運動方程式を理解する．
27 相対運動 3 (8-6 運動座標系に対する運動方程式）
　　運動座標系に対する運動方程式の導き方を理解する
28 相対運動 4 （8-7 地表近くでの運動）
　　地球の自転の影響を入れた運動方程式を理解する
29 相対運動 5 （8-7 地表近くでの運動）
　　高い塔からの落下運動やフーコーの振り子を数学的に扱える．
30 到達度評価試験と解説 　　
　　質点系の運動，相対運動に関する目標の到達度を試験により評価するとともに、試験に対する解説を行う。

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