力学

Mechanics

9984001

84PHMEC101

伊藤　哲明

Tetsuaki Itou

2026年度前期

2026年度

①First semester

水曜3限

Wednesday 3rd period

先進工学部　物理工学科

Department of Applied Physics, Faculty of Advanced Engineering

2.00単位

講義

Lecture

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① [対面]対面授業/ [On-site] On-site class

力学では、力学で用いる数学の基礎、質点の運動、力学エネルギー、角運動量、面積速度、中心力、剛体の力学、を学ぶことができる。

力学は物理学の中で最初に定式化され、確立された。その後、力学を基礎として物理学の各分野が発展した。物理学の各分野、あるいは応用の分野に進む者にとって、力学は非常に重要な基礎科目の1つである。力学では力学で必要な数学を学び、力学の基本的原理を理解することを目的にする。質点・剛体の運動の記述方法と知識を習得することにより、論理的思考力を養う。

１．力学の３法則を理解し、運動方程式から得られる質点の運動を説明できるようになる。
２．微分方程式で表される運動方程式の解を、求めることができるようになる。
３．角運動量の概念を学び、運動を議論することができるようになる。
４．剛体の運動を理解すること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/​​​

力学の講義で学んだ諸概念の理解を深めるために、力学演習も併せて履修することが望ましい。

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予習に多くの時間を必要としないが、講義毎に復習をしていないと次回の講義内容の理解が困難になる。授業毎に必ず復習して理解すること。講義の中で各回ごとに準備学習・復習については指示する場合があるので従うこと。

到達度評価による。

・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

教科書は指定しない。

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/

必須ではないが、次に述べる参考書を勧める。
参考書は２冊指定するが、それぞれ役割が異なる。

１）理工系の基礎 物理学I 　（小向得優 等著、丸善出版 ）
講義は、この参考書中の「力学」の内容に沿って、重要な部分をピックアップし、それをよりわかりやすく教えるように行う。
（シラバス中の「授業計画」に記載の章立ては、この教科書の章立てに対応する。）

２）力学　（山本貴博 著、裳華房）
１）の参考書の各事項は辞書的に書かれており、講義と合わせれば内容が整理できるが、
（講義を聞き漏らすなどした場合）１）を読むのみでは、理解が難しいであろう。
一方で、この２）の参考書は、力学の内容が平易にわかりやすく記載されている。
従って、「講義を聞き漏らした or ついていけなくなった or 別の視点から理解したい」等の目的がある場合に、
単体で読む参考書として、非常に優れている。

この２冊の内容を読むことで、物理学において基礎的な役割を占める「力学」について理解を深めてもらいたい。

[]内は準備学習、復習に必要な時間の目安
章立ては指定参考書（理工系の基礎 物理学I ）の章立てに対応する。

1回目　1.3　微分方程式(1)
線形微分方程式を理解し、線形微分方程式の解法を理解する
(復習) 線形微分方程式の解を求めることができるようになる。 [４時間]

2回目　1.3　微分方程式(2)
線形微分方程式、線形微分方程式の解法をより深く理解する
(復習) 線形微分方程式の解を複数の方法で求めることができるようになる。 [４時間]

3回目　1.3　微分方程式(3)
非同次線形微分方程式を理解し、非同次線形微分方程式の解法を理解する
(復習) 非同次線形微分方程式の解を求めることができるようになる。 [４時間]

4回目　1.3　微分方程式(4)
非同次線形微分方程式、非同次線形微分方程式の解法をより深く理解する
(復習) 非同次線形微分方程式の解を厳密に求めることができるようになる。 [４時間]

5回目　2.1運動の法則(1)
慣性の法則、運動方程式、作用・反作用、運動量について理解する
(復習) 運動の法則の概念を理解することができるようになる。 [４時間]

6回目　2.1運動の法則(2)
抵抗が働く場合の落下運動を理解する
(復習) 重力場で抵抗力が働く場合の質点の運動を、運動方程式から理解することができるようになる。 [４時間]

7回目　2.1運動の法則(3)
単振動、減衰振動を理解する
(復習) 復元力と抵抗力が働く場合の質点の運動を、運動方程式から理解することができるようになる。 [４時間]

8回目　2.1運動の法則(4)
減衰が無いときの強制振動、速度に比例する抵抗が働く場合の強制振動を理解する
(復習) 復元力、抵抗力が働く振動の運動に強制力を与えた場合の強制振動を、運動方程式から理解することができるようになる。 [４時間]

9回目　2.2　保存力と力学的エネルギー(1)
保存力を理解する
(復習) 保存力の基本概念を理解し、力が保存力のときの運動を理解することができるようになる。[４時間]

10回目　2.2　保存力と力学的エネルギー(2)
力学的エネルギー、等ポテンシャル面を理解する
(復習) 力学的エネルギー保存則の成立条件、並びにその応用を理解することができるようになる。[４時間]

11回目　2.3　角運動量、中心力 (1)
角運動量、面積速度を理解する
(復習) 角運動量、面積速度の基本概念を理解できるようになる。 [４時間]

12回目　2.3　角運動量、中心力 (2)
中心力を理解し、その際に角運動量（面積速度）が保存することを理解する。
(復習)中心力の発展的概念を理解できるようになる。[４時間]

13回目　 3.1　質点系の運動
質点系の運動、質点系の角運動量を理解する
(復習) 質点の運動方程式と角運動量から、質点系の運動方程式と角運動量を求めることができ、質点系の概念を理解することができるようになる。[４時間]

14回目　3.2　角運動量、慣性モーメント、剛体の運動方程式
剛体の角運動量と慣性モーメント、剛体の運動方程式を理解する
(復習) 質点の角運動量から剛体の角運動量を慣性モーメントで表されることを理解できるようになる。 [４時間]

15回目　到達度評価と解説
これまでの理解度を試験にて評価し、その解説を行う。

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