物理学１

Physics 1

9983B86

83ONPHY101

佐藤　喜一郎

Ki-ichiro Sato

2026年度前期

2026年度

①First semester

月曜3限

Monday 3rd Period

先進工学部　生命システム工学科

Department of Biological Science and Technology, Faculty of Advanced Engineering

2.00単位

講義

Lecture

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⑦ [遠隔]オンライン授業（同期）/ [Remote]Online (synchronized remote)

物理学は，方法論として古典物理学として力学・流体力学・電磁気学・熱力学・統計力学、現代物理学として相対性理論、量子力学などに分かれる。
本授業では物理学の発展の歴史・変遷を眺めながら、物理学の基本となる力学を中心に物理現象をどのように捉えるべきかをテーマに据え、物理学の基礎的概念の理解を目的とする授業を行う。

先進工学部　生命システム工学科のカリキュラムポリシー『5.「基礎科目」では、１年次より「基幹基礎科目」、「専門基礎科目」、「専門基礎科目」の授業科目を効果的に配置し、基礎学力を強化し「専門科目」との接続を図る。 』に対応する基幹基礎科目である。物理学は化学・生物学とともに自然科学の根幹を成す科目であり，早い機会に物理学における現象の捉え方を学ばせるための授業である。

力学における運動を、時間の関数というかたちで表現できるようになる。

その表現にでてくる物理量(質量，時間，長さ，速度，加速度，力，運動エネルギー，仕事，ポテンシャル，力学的エネルギー，運動量，角運動量)を、単位を含め理解できるようになる。

運動の法則より運動方程式を微分方程式として解くことにより，物体の位置を時刻の関数として解くことができ，初期条件の基で運動を完全に決定できることを理解する。(あるいは，つりあいの式から束縛力を決定できる)

運動量や角運動量、力学的エネルギーの保存の意味を理解する。とりわけ、力学的エネルギーの定義、ポテンシャルの存在と力の関係（保存力）、などを理解し、運動方程式の厳密解が分からない場合でも、運動の概要、特に可動区間が定量的に把握可能であることを理解する。

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/​​​

履修の前提：
高等学校において高校物理が未履修の学生にも理解できるような講義内容になっているが、高等学校における数学の基礎的な事項（２次関数と２次方程式、ベクトル、指数関数・対数関数・三角関数、微分積分など）は理解していることは前提としている。数学について足りない部分があれば高校の数学(I, A, II, B, III, C)の教科書を取り寄せて必ず前もって復習を行なうこと。（ちなみに、指定教科書は数学事項を省略することなく記述してあるものを採用している。そのため、力学に関しては高校数学CとIIIの復習と応用に見えるかもしれない。）

授業形態について：
オンライン同期の授業である。指定教室においてTeamsに接続して受講することを標準とするが、到達度評価試験以外の時は必要に応じて各自が学習しやすい場所での受講も認める。出欠はモバイル出欠システムを使用する。Teamsの接続情報は、講義資料なども含めLETUS(https://letus.ed.tus.ac.jp/course/view.php?id=186831)に掲載される。

課題に対する作文　Essay

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大学の授業は、時間割上の授業時間に加え、その2倍にあたる授業時間外の学習(予習・復習)をもって構成される。
本授業は2単位なので、以下のように、予習・準備学習と復習であわせて4時間の学習を行う必要がある。

【準備学習】
（全般）
高校数学I,A,II,B,III, Cを復習しておくこと，特に直線や円の媒介変数表示・ベクトル表示，IIIの曲線の長さ，速度，加速度の話題は徹底的に復習しておくこと。そのためには，高校数学の教科書を6冊手元に備えておくことをお勧めしたい！

（個別授業回）
各授業では，90分指定された教科書該当項目を予習のうえ，場合によっては予習課題を解いて，準備状況を確認しながら授業に臨むこと

【復習】
教科書例題で内容を確認の上，プリント配布される演習問題を解き，各授業の内容を確実に把握すること。演習問題は専用ノートに解き，定期的にLETUSにPDF提出して進捗状況を把握する。


予習・授業・復習がきちんと行なわれていることを確認し，その学習活動を支援するためにLETUSを全面的に使用する。従って，LETUS(コース: 物理学１ (9983B86) (tus.ac.jp) )には毎日定期的にアクセスすること。

到達度評価試験：60％，課題提出物：40％　で評価する。

到達度評価試験だけではないので、随時行われる小テスト・課題提出等も気を抜かないで取り組んでほしい。

・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

第５版　物理学基礎  新装版、原康夫、学術図書出版社、978-4-7806-0950-9、2400円

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://gomykits.kinokuniya.co.jp/tokyorika/​​​

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

・高校数学I, A, II, B, III, Cの教科書
・「微分積分学1」,「微分積分学2」の教科書

【項目と内容】

1.物理学概説: Newton力学入門 ---目に見えない運動の追及---
力学変数(時刻の関数としての座標)， 速度，加速度と微分
予習項目:教科書全般,教科書第1章「運動」

2.力学1:運動の具体的な表現
時刻表などの表記を基に，単位などの量的な表現も含めて運動の具体的な表現を学ぶ
一般の運動の速度と加速度，等速円運動 (1章)
予習項目:教科書第1章「運動」


3.力学2：直線運動の数学的な記述
直線の媒介変数表示(ベクトル表示)，速度，加速度
予習項目:教科書第1章「運動」


4.力学3:放物運動・円運動の数学的な記述
放物線や双曲線・円・楕円などの曲線の媒介変数表示(ベクトル表示)，速度，加速度
予習項目:教科書第1章「運動」


5.力学4:運動方程式の解法1
力が働かない場合や，一様中重力などの一定の力の場合の運動方程式の解法を学ぶ。
予習項目:教科書第3章「力と運動」，第2章「運動の法則と力の法則」

6.力学5:運動方程式の解法2
単振動，減衰振動など復元力や抵抗力のある場合の運動方程式の解法について学ぶ
終端速度などを説明できる
予習項目:教科書第2章「運動の法則と力の法則」，第3章「力と運動」，第4章「振動」

7.力学6:運動方程式の解法3
束縛運動の取り扱いを学ぶ。つりあいの式から束縛力を決定できることを学ぶ。
予習項目:教科書第2章「運動の法則と力の法則」，第3章「力と運動」

8.力学7:慣性力
相対運動，運動する物体とともに動く座標系をとった場合に働く慣性力を考慮した運動方程式の修正について学ぶ
予習項目:教科書第9章「慣性力」

9.力学8:仕事とエネルギー1
仕事，仕事率と運動エネルギー
予習項目:教科書第5章「仕事とエネルギー」

10.力学9: 仕事とエネルギー2
仕事を与える線積分の数学的書き換え，ポテンシャルと力学的エネルギー
予習項目:教科書第5章「仕事とエネルギー」


11. 力学10:仕事とエネルギー3
ポテンシャルと可動区間
予習項目:教科書第5章「仕事とエネルギー」

12. 力学11:仕事とエネルギー4--- 回転運動のエネルギーと角運動量---
中心力の問題をポテンシャル問題として解く
回転運動を扱う際には角運動量に注目する必要があり，回転運動の「運動」エネルギーは角運動量の大きさの2乗で与えられることを学ぶ
予習項目：教科書第6章「質点の角運動量と回転運動の法則」


13.力学12:仕事とエネルギー5
中心力の例としてクーロン力や万有引力を具体的に扱い
軌道の要素とエネルギーの関係，脱出速度，イオン化エネルギーなどがポテンシャル問題として扱われることを学ぶ
予習項目:教科書第6章「質点の角運動量と回転運動の法則」天体のKepler運動，化学1の教科書「物理化学講義ノート--量子化学偏---」水素原子


14.力学13:多体問題とエネルギー保存---熱力学・統計力学への橋渡し---
3対問題以上の場合を概観する
力学的エネルギーの総和に意味があり，それが保存しない場合には熱も含めた「エネルギー保存」という形でエネルギー保存が成り立つことを学ぶ
予習項目:教科書第7章「質点系の力学」，第8章「剛体の力学」，第14章「熱」，第15章「熱力学」

15.総括
これまでの授業項目をまとめ，到達度評価試験を行い到達度を測定する

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