理工・生命科学部教養科目KLAC Course
BSP100LC（初年次教育、学部導入教育及びリテラシー教育 / Basic study practice 100）物理学基礎ＩＩBasic Physics II
池田 浩治Koji IKEDA
授業コードなどClass code etc
| 学部・研究科Faculty/Graduate school | 理工・生命科学部教養科目KLAC Course |
| 添付ファイル名Attached documents | |
| 年度Year | 2021 |
| 授業コードClass code | H3322 |
| 旧授業コードPrevious Class code | |
| 旧科目名Previous Class title | |
| 開講時期Term | 秋学期授業/Fall |
| 曜日・時限Day/Period | 月5/Mon.5 |
| 科目種別Class Type | |
| キャンパスCampus | 小金井 |
| 教室名称Classroom name | |
| 配当年次Grade | |
| 単位数Credit(s) | |
| 備考（履修条件等）Notes | |
| 他学部公開科目Open Program | |
| 他学部公開（履修条件等）Open Program (Notes) | |
| グローバル・オープン科目Global Open Program | |
| 成績優秀者の他学部科目履修制度対象Interdepartmental class taking system for Academic Achievers | |
| 成績優秀者の他学部科目履修（履修条件等）Interdepartmental class taking system for Academic Achievers (Notes) | |
| 実務経験のある教員による授業科目Class taught by instructors with practical experience | |
| SDGsCPSDGs CP | |
| アーバンデザインCPUrban Design CP | |
| ダイバーシティCPDiversity CP | |
| 未来教室CPLearning for the Future CP | |
| カーボンニュートラルCPCarbon Neutral CP | |
| 千代田コンソ単位互換提供（他大学向け）Chiyoda Campus Consortium | |
| カテゴリー＜理工・生命科学部教養科目＞Category | 理系教養科目（理科系） |
すべて開くShow all
すべて閉じるHide All
Outline (in English)
This course focuses on the topics in classical mechanics, to deepen your understanding on the motion of rigid body as well as point mass. The analysis in non-inertial system is also discussed.
This course is the step-up course of "Physics basics I".
授業で使用する言語Default language used in class
日本語 / Japanese
授業の概要と目的（何を学ぶか）Outline and objectives
この科目では物理学全般の基礎となる力学（いわゆる「古典力学」）の基礎に関する理解をさらに深めることを目的として、「物理学基礎 I 」で対象とした「質点の並進運動」を拡張して、「質点の回転運動」「剛体の運動」「非慣性系での運動」について学ぶ。
（「物理学基礎I」のシラバスも参照してください）
到達目標Goal
物理学基礎Iに続いて物理学の基礎のステップアップをはかるため、以下に関する物理的な意味を理解し、その数学的取り扱い方を学生諸君が修得することを目指す。
１）回転に関わる物理量を理解し、質点の回転運動に関する運動方程式から導かれる内容を説明できること
２）遠心力と向心力を明確に区別できること
３）２体問題での取り扱い方を説明できること
４）剛体のつりあい条件を説明できること
５）剛体の回転運動について考え方を説明できること
この授業を履修することで学部等のディプロマポリシーに示されたどの能力を習得することができるか（該当授業科目と学位授与方針に明示された学習成果との関連）Which item of the diploma policy will be obtained by taking this class?
ディプロマポリシーのうち、「DP2」と「DP4」に関連
授業で使用する言語Default language used in class
日本語 / Japanese
授業の進め方と方法Method(s)（学期の途中で変更になる場合には、別途提示します。 /If the Method(s) is changed, we will announce the details of any changes. ）
＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊
2021年度はCOVID-19感染防止との兼ね合いによっては、オンライン授業となるかもしれません。具体的な授業のやり方などは、９月上旬から適宜「学習支援システム」経由でおしらせします。
オンライン授業の場合は、GoogleClassroomを用いて、出席確認、講義資料（動画）の視聴、小テストなどの実施、また、Zoomを用いてリアルタイムな質疑応答や追加説明を行うことになります。
対面式での授業実施が可能であれば、出席確認は教室に設置の「出席管理システム」により行い、小テストなどは学内ネットワーク経由でGoogleClassroomにより実施、となります。
＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊
授業は指定した教科書の内容にしたがって行います。
教科書を予習して授業に臨んでもらうことが必要です。
ただし、自力では理解しにくいかもしれない部分に関する補助資料を授業前に公開しますので、それも参照して予習を行うこと。
授業では、予習の段階で理解しにくそうなところ、また、予習の段階で重要さを見落としそうなところを中心として説明するため、補助資料をスクリーンに投影したり、板書したりしながら説明します。
前の学期に実施した「物理学基礎 I 」の内容を基礎として、その拡張版としての内容を学ぶことになるため、既習の内容の復習から始めますが、途中から新たに説明される考え方、そして将来にわたって通用する考え方へと拡張されるので、気がつかないうちに高度な内容へ移っていることになります。
そのような展開についてきてもらうとき、「納得して理解すること」に注意を払ってください。ゲームの攻略本のように「丸覚え」したり、単に繰り返しを通じて「反射的に作業する」では応用が効きません。知識の積み重ねる努力が実力に直結することにも注意してください。
毎回、小テストを実施しますが、「不十分な回答だった場合、何が不十分なのか」「誤っている場合、何をどのように誤解していて、本来どのように理解すべきだったか」をはっきりしてもらうことが重要です。
そのため、小テストは、まず自力で答案を作成してもらったのち、続いて解説を聞きながら自分の答案を添削、修正することを行ってもらいます。
この作業を通じて、「正しい内容」を理解し、「簡潔に記す」を意識してもらうことを目指します。いわゆる「部分点狙い」のために、だらだらとなんでも答案に盛り込む答案が不適切であることを実感してください。
なお、課題等に対しては学習支援システムを用いてフィードバックします。
アクティブラーニング（グループディスカッション、ディベート等）の実施Active learning in class (Group discussion, Debate.etc.)
あり / Yes
フィールドワーク（学外での実習等）の実施Fieldwork in class
なし / No
授業計画Schedule
※各回の授業形態は予定です。教員の指示に従ってください。
1：力のモーメントと角運動量
物体を回転させる力の働きを「力のモーメント」として表現するための「外積」を学ぶ。
さらに物体の回転運動の大きさを表現する「角運動量」について検討する。
（テキスト 6.1 & 6.2)
2：質点の回転運動（１：回転の運動方程式と中心力）
回転運動を表す運動方程式について学ぶ。
特殊な場面として中心力が作用するときについて検討する。
（テキスト 6.3 & 6.4）
3：質点の回転運動（２：万有引力とそのポテンシャル）
万有引力の取り扱いを拡張する。球殻定理の背景を理解し、使い方を学ぶ。
（テキスト 7.1）
4：質点の回転運動（３：万有引力と惑星の運動）
惑星の運動に関する「ケプラーの法則」を万有引力から検討する。
（テキスト 7.2）
5：慣性力と遠心力
「向心力」と「遠心力」を正しく理解するために、どの座標系から眺めているかを意識しながら検討する
（テキスト 8.1 & 8.2）
6：回転座標系での運動方程式
二次元座標系において、同じ運動を静止座標系と回転座標系から眺めたときにどのように異なるかを検討。
コリオリの力についても触れる。
（テキスト ８.3 & 8.4）
7：まとめ（中間）
第１回から第６回までの内容の理解度合いを確認するために、中間試験を実施。
8：質点系の力学（１：２体問題と換算質量）
２物体からなる「系」の運動をどのように取り扱うかについて検討する。
（テキスト 9.1 & 9.2)
9：質点系の力学（２：２物体の衝突）
二つの物体が衝突する際の取り扱いについて検討する。
（テキスト 9.3）
10：質点系の力学（３：質量が変化する場合の運動）
燃料を燃焼ガスとして噴射しながら運動するロケットなど、質量が変化する物体の運動について、その取り扱いについて検討する。
（テキスト9.5)
11：剛体の運動（１：剛体のつりあい条件）
大きさが無視できず、変形しない物体（剛体）が静止する条件について検討する。
（テキスト 10.1）
12：剛体の運動（２：固定軸周りの剛体の運動）
固定軸を回転中心とした剛体の回転運動について、その取り扱いを検討する。
（テキスト 10.2）
13：剛体の運動（３：剛体の平面内での運動）
平板状の円板や筒状の円筒が転がる場合、並進運動と回転運動の両方を考慮する必要がある。その取り扱いについて検討する。
（テキスト 10.3）
14：剛体の運動（４：撃力による剛体の運動）
剛体が撃力を受ける場合の運動について検討する。
（テキスト 10.4）
授業時間外の学習（準備学習・復習・宿題等）Work to be done outside of class (preparation, etc.)
【本授業の準備・復習等の授業時間外学習は、4時間を標準とする】授業計画に沿って授業を実施するので、各回に対応する部分のテキストを予習して授業に臨むこと。
あらかじめ「どこがわかりにくいか」「どこが納得できないか」をはっきりさせておくと、授業が理解しやすくなる。
復習においては、テキスト、板書を丸覚えするのではなく、「自分が理解できる言葉を使って表現すること」「略図やグラフを描いて、視覚的に里香雨を促す」に徹すること。
微分・積分について、高校での理解が不十分な人は，教科書レベルでよいので、復習しておくこと．
テキスト（教科書）Textbooks
理工系のための解く！ シリーズ 「力学」 第２版第７刷
著者：平山修、篠原俊二郎、 出版社：講談社
＊古い版等では、誤りや内容の変更に対応していませんので、上記の「第２版第７刷」を入手してください。
＊「物理学基礎 I （担当：池田）」の教科書と同一です。
参考書References
必要に応じて講義中に紹介する。
成績評価の方法と基準Grading criteria
＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊
2021年度の講義が「対面式講義」「オンライン式講義」いずれかによって評価手法を変えざるを得ません。
具体的な方法と基準は、授業開始日までに学習支援システムで提示します。
＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊
_______________________________
（シラバス 2021_02_10：対面式講義の場合)
定期試験６０％（中間試験３０％、最終試験３０％）、授業中に実施する小テスト（２０％）、および、平常点（２０％）などをもとに総合的に評価する。
いずれも、到達目標に対して、最低限のレベルに到達している場合を６割以上、若干の理解不足が見られるがほぼ到達目標に到達している場合を７割以上、ほぼ必要な知識を身につけていると考えられる場合を８割以上、知識を自由に運用でいるとみなすことができる場合を９割以上の評価とする。
（シラバス 2021_02_10：オンライン式講義の場合)
授業中に実施する小テスト（８０％）、および、平常点（２０％）などをもとに総合的に評価する。（手書き答案を作成してその画像を送ってもらう「試験」を2020年度に実施しましたが、通信環境の問題、画像取得手段や画像送付手段に関する慣れの問題などが、特に春学期は大きく影響したため、手書き答案の送付は避けることとしました）
なお、学期途中から対面式講義に変更された場合は、上述の「（シラバス 2021_02_10：対面式講義の場合)」に準ずる定期試験を実施する予定です。
学生の意見等からの気づきChanges following student comments
毎回行う小テストは「正解」「不正解」だけでは力を伸ばすことに繋がりません。
「不正解」なら「何が欠けているのか」「何が誤りなのか」を学生本人が理解することが一番の勉強です。
そのための自己採点、自己添削であることを活用してください。
中間試験、最終試験の結果によれば、「だらだら計算式を並べている」「文字がはっきり書かれていないために採点できない」という答案の場合、内容を理解することをせずに「教科書や補助資料の丸写し」で済ませていることがほとんどです。
「異なる考え方を理解する」が学生諸君の思考の柔軟性を養う、ということをよく理解してください。
学生が準備すべき機器他Equipment student needs to prepare
特になし
その他の重要事項Others
対面式講義の場合、講義中にスマートフォンなどを使って写真を撮ることは勧めません。
講義中に「ここは重要」と発言すると、スマートフォンで写真を撮る諸君がいます。
「自分の手を使って書く」という作業を行うと、理解しやすかったり、記憶に残りやすかったりすることも、お手軽に写真を撮るだけで済ませている諸君は手元にデータがあるだけで安心するだけで止まるのか、理解すること自体を行っていない雰囲気があります。