| 科目名 |
力学基礎 |
| クラス |
− |
| 授業の概要 |
力学誕生の歴史を学びながら、具体的な計算方法や思考方法を学ぶ。
また、正統な物理学の立場から、「エネルギー」の謎に迫り、エネルギーの性質について深く理解する。「食品のカロリー」、電化製品の「消費電力」、「地球にやさしい」という言葉を「エネルギー」という観点から統一的に理解する。 |
| 授業の到達目標 |
物理学の基礎となる力学や運動学の知識を習得し、自然界への知識をより深める。
たとえば、天体の運行について思考する方法を身につける。また、異なる現象を統一的に理解できることを学び、相対性理論や量子力学などの最先端物理学への強固な足がかりを構築する。 |
| 授業計画 |
１．ベクトル解析
２．質点の運動学
３．運動の法則
４．運動法則の積分形、保存則
５．中心力(天体の運行)
６．振動
７．剛体
| 回 |
内容 |
| 1 | 物理学の歴史。紀元前から現代までの物理学の歴史。その歴史の中での力学の位置づけ。 |
| 2 | 力学で用いる数学（その１） ベクトルの内積・外積。 |
| 3 | 力学で用いる数学（その２） 微分・積分。 |
| 4 | 力学で用いる数学（その３） ベクトルの微分・積分、微分方程式 |
| 5 | 微分方程式とみたときのニュートン方程式（F=ma） |
| 6 | 自然落下する物体の運動 空気抵抗を無視できる場合 |
| 7 | 自然落下するときの運動 空気抵抗を無視しない場合。例：スカイダイビング |
| 8 | ばねの運動。例：バネでしまる自動のドアのしまる早さ（臨界減衰） |
| 9 | 天体の運行 その１ 角運動量 |
| 10 | 天体の運行 その２ ケプラーの法則をニュートン方程式から導く。 |
| 11 | 剛体について |
| 12 | 「仕事」の定義 |
| 13 | 「仕事」と「エネルギー」の関係 |
| 14 | 運動量・エネルギー・角運動量保存則。時空対称性と保存則の関係（ネイターの定理）。 |
| 15 | 試験 |
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| テキスト・参考書及び自学自習についての情報 |
１）書名:物理の考え方１（力学の考え方）出版社:岩波書店 著者:砂川重信
２）書名:CLASSICAL MECHANICS 出版社:ADDISON WESLEY 著者:HERBERT GOLDSTEIN
３）書名:ファインマン物理学（力学）出版社:岩波書店 著者:R.Pファインマン 訳者:坪井忠二
４）書名:詳解力学演習 出版社:共立出版株式会社 著者:後藤憲一 山本邦夫 神吉健
５）書名:物理テキストシリーズ 力学 出版社:岩波書店 著者:小出昭一郎
６）書名:一般力学 出版社:岩波書店 著者:山内恭彦 |
| 授業の形式 |
講義形式で行う。随時、知りたいことがあれば質問することを歓迎する。 |
| 評価の方法（評価の配点比率と評価の要点） |
講義ごとのアンケート、レポート、期末テストを総合して行う。
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| 本授業に関する情報 |
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| その他 |
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