| 科目名 |
力学基礎 |
| 担当教員 |
石本 美智 |
| 対象学年 |
1年 |
クラス |
学部：専門001 |
| 講義室 |
Ｃ１０２ |
開講学期 |
１学期 |
| 曜日・時限 |
火２,金２ |
単位区分 |
選択 |
| 授業形態 |
一般講義 |
単位数 |
2 |
| 準備事項 |
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| 備考 |
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| 授業の詳細1 |
講義の目的
現代科学と工学に不可欠な力とエネルギーの概念を学ぶ．講義では身近な現象を取り上げ て、力学の基礎概念を学習する.
講義の進め方（概要）
講義は２部を平行して行う．
１部：講義：力学的概念(力，速度，加速度，質量，エネルギー)と法則の解説
定量的解析． （授業最初の15分：小試験）
２部：演示実験を使った５授業（ILD）：
１．運動の予測、
２．予測根拠の討論、
３．実際の実験結果と予測の比較
試験は３種類：概念試験（ILD）と定量的解析試験．
概念試験：目的は学生の自らの力学法則の理解度を知ること(出席点)
最初と14回目の講義に行い、理解度の深まりを確認
定量的解析試験：演習問題を中心にした試験
小試験：前回の講義内容の理解確認
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| 授業の詳細2 |
授業の詳細2 達成目標
次の7つの項目を理解する.
１．変位と速度
2．加速度
3．力とベクトル
4．慣性の法則
5．力、質量、加速度の関係
6．作用、反作用の法則
７．仕事とエネルギー
8． 重力ポテンシャルと運動エネルギー
9．力学的エネルギー保存則
10．保存場
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| 授業の詳細3 |
授業の詳細3 講義計画
１．ILD 前試験．
講義を始める前に，講義を受ける前の力学の基本概念の理解度を測る試験をします． 本 講義期末試験の前に確認試験をします．この2つの試験の得点差が，この講義で伸びた理 解度ということで，結果を掲示発表します． この2つの試験は出席点として評価します．
２．座標とベクトル
物体の位置を記述するための座標系について学びます．また，位置と力についてベクト ル量について理解し，簡単なベクトル演算をします． 距離，速度，加速度の概念を理解 し，相互関係を数学的に表現します．
3．ILD イントロダクション
力学実験：レールとカートを使った直線運動を，位置センサーとPCを使ってグラフで観 測します.
4-5．力と運動
力と運動の関係を示すニュートンの第１と第２法則を理解します．
6．ILD ニュートンの第１法則と第２法則
いくつかの条件下でのカートの運動をグラフでモニターして，質量と加速度の関係を学び ます．
7．作用反作用の法則
作用と反作用についてニュートンの第３法則を理解します
8．ILD ニュートンの第3法則
2つのカートの衝突運動を使って，作用反作用の法則を学びます．
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| 授業の詳細4 |
授業の詳細4 9．運動エネルギーと仕事
仕事の定義と，運動エネルギーとの関係を学びます．
10 ．ポテンシャルエネルギーとエネルギー保存
ポテンシャルエネルギー(重力エネルギー)を使って，保存力と外力を学びます.
11．エネルギー保存則
全力学的エネルギーの保存側を，運動エネルギーと重力ポテンシャルの和を使って、保存 場の概念を理解します．
12．ILD エネルギー保存法則
傾いたレール上でのカートの運動から，エネルギー保存則を理解します．
13．試験I
講義と教科書の演習問題を基にした試験で基本的な概念と具体的問題の解法を評価し ます．
14．ILD 確認試験と試験I の詳しい解説
15．試験II 試験Iの理解を確かめるための応用問題
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| 授業の詳細5 |
授業の詳細5 IDL試験(履修点)(１0％)＋小テスト(50％)＋試験I(20%)+試験II(20%)
AA : 95%以上
A : 80-94%
B : 70-79%
C : 60-69%
F : 60% 未満
◇テキスト：『科学者と技術者のための物理学1a 力学・波動』(学術図書出版社）
参考書：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 （倍風館）
◇履修上の注意：
履修上の注意：ILDの課題は，正解を当てるのでなく，自分の予想と根拠を討論し、その後、実験結果の予測とその根拠について納得がいくまで討論に参加してください．法則を直感で使うことが目的です.
備考：
高校物理の履修に関わらず、基礎を学ぶという視点で、授業を進めるので物理の知識は必要としません．電磁気学基礎と環境工学実験Iの履修予定者は必ず履修して下さい.
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| 授業の詳細6 |
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| 授業の詳細7 |
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| 授業の詳細8 |
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| 授業の詳細9 |
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| 授業の詳細10 |
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