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力学1

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平成28年度以降入学者 力学1
平成27年度以前入学者 力学入門2
教員名 平本尚
単位数    2 学年    1 開講区分 文理学部
科目群 物理学科
学期 後期 履修区分 必修
授業概要 古典力学の体系と重要概念
授業のねらい・到達目標 「力学入門」で身につけた力学の基礎の上に立って、角運動量・多粒子系の力学・剛体の力学の初等部分・惑星の運動といった内容に進む。これらを学ぶことを通して、物理学の典型的な考え方・方法を身につけ、角運動量などといった物理学の重要概念を良く理解することを目標とする。なお、この科目は文理学部(学士(理学))のディプロマポリシーDP6及びカリキュラムポリシーCP9対応している。
授業の方法 講義形式での説明が中心だが、問題演習も交える。なお、プロジェクターを使ったプレゼンテーションと板書を併用して授業を進めるが、プレゼンテーション資料については授業時間外でも参照可能な形で(e-Learningシステムを使って)受講者に公開する。受講者は、公開されたプレゼンテーション資料が完全に理解できるように授業後に復習することが期待される。予習は必須ではないが、参考書で授業に対応する箇所で何を扱うか確認しておくことが推奨される。
本授業の事前・事後学習は、各2時間の学習を目安とする。
履修条件 「力学入門」を履修済みであること
授業計画
1力学入門で扱った範囲のまとめと補足
2粒子系(その1:質量中心、粒子系に対するニュートンの第2法則)
【事前学習】参考書等を見て事前に講義内容のあらすじを頭に入れておくことが望ましい
【事後学習】e-Learning systemを通して公開する講義プレゼンテーション資料の内容が完全に理解できているか確認する
3粒子系(その2:運動量、運動量の保存)
【事前学習】参考書等を見て事前に講義内容のあらすじを頭に入れておくことが望ましい
【事後学習】e-Learning systemを通して公開する講義プレゼンテーション資料の内容が完全に理解できているか確認する
4衝突(力積と運動量、1次元での衝突問題)
【事前学習】参考書等を見て事前に講義内容のあらすじを頭に入れておくことが望ましい
【事後学習】e-Learning systemを通して公開する講義プレゼンテーション資料の内容が完全に理解できているか確認する
5第2回から第4回までの内容に関する演習問題の解説と質疑応答を行い内容の理解を深める
【事前学習】事前にe-Learning systemを通して問題を配布するので、一通り解答することを試みておく
【事後学習】前回までの授業のプレゼンテーション資料と授業時に示された解答を併せて理解を深める
6粒子の円運動、固定軸まわりの剛体の運動、慣性モーメント
【事前学習】参考書等を見て事前に講義内容のあらすじを頭に入れておくことが望ましい
【事後学習】e-Learning systemを通して公開する講義プレゼンテーション資料の内容が完全に理解できているか確認する
7剛体の転がりに関す扱いを解説した後、
第6回と今回の前半の内容に関する演習問題の解説と質疑応答を行い内容の理解を深める
【事前学習】事前にe-Learning systemを通して問題を配布するので、一通り解答することを試みておく
【事後学習】前回までの授業のプレゼンテーション資料と授業時に示された解答を併せて理解を深める
8前半の内容に関する理解度確認テストとその解説
9ベクトル積、トルク、角運動量
【事前学習】参考書等を見て事前に講義内容のあらすじを頭に入れておくことが望ましい
【事後学習】e-Learning systemを通して公開する講義プレゼンテーション資料の内容が完全に理解できているか確認する
10粒子系の角運動量とその時間微分、剛体の回転の運動方程式、角運動量保存則
【事前学習】参考書等を見て事前に講義内容のあらすじを頭に入れておくことが望ましい
【事後学習】e-Learning systemを通して公開する講義プレゼンテーション資料の内容が完全に理解できているか確認する
11万有引力
【事前学習】参考書等を見て事前に講義内容のあらすじを頭に入れておくことが望ましい
【事後学習】e-Learning systemを通して公開する講義プレゼンテーション資料の内容が完全に理解できているか確認する
12極座標による力学
【事前学習】参考書等を見て事前に講義内容のあらすじを頭に入れておくことが望ましい
【事後学習】e-Learning systemを通して公開する講義プレゼンテーション資料の内容が完全に理解できているか確認する
13ケプラーの3法則の導出
【事前学習】参考書等を見て事前に講義内容のあらすじを頭に入れておくことが望ましい
【事後学習】e-Learning systemを通して公開する講義プレゼンテーション資料の内容が完全に理解できているか確認する
14第8回から第13回までの内容に関する演習問題の解説と質疑応答を行い内容の理解を深める
【事前学習】事前にe-Learning systemを通して問題を配布するので、一通り解答することを試みておく
【事後学習】前回までの授業のプレゼンテーション資料と授業時に示された解答を併せて理解を深める
15後半の内容に関する理解度確認テストとその解説
その他
参考書 兵頭俊夫 『考える力学』 学術図書出版社 2001年
D.ハリディ、R.レスニック、J.ウォーカー 『物理学の基礎 [1]力学』 培風館 2002年
川辺哲次 『ファーストステップ 力学 物理的な見方・考え方を身に付ける』 裳華房 2017年
成績評価の方法及び基準 授業内テスト(70%)、授業参画度(30%)
オフィスアワー 授業時間内では時間的に処理しきれない質問等については、可能な限り火曜日午後(13時30分から17時ごろまで)に対応する。

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