理工学部Faculty of Science and Engineering

高校物理のリメディアル教育科目の一環として、機械工学における専門力学を履修するために必要な力学の基礎を演習によって習得する。

高校物理における力学の内容を理解し、基本的な問題を独力で解くことができる。
この基礎学力を土台として、機械工学における専門力学をスムーズに履修することができるようになる。また、英語による問題にも取り組み、力学や機械工学における用語の理解を深める。

ディプロマポリシーのうち、「DP1」と「DP2」と「DP4」に関連

日本語 / Japanese

毎週、高校で学んだ物理学における各種力学を復習しながら、機械工学における専門力学の基礎演習問題を解くことで、高校物理から専門力学へのつながりを理解していく。提出された課題に対して適宜フィードバックを行うとともに、その後の講義内容に対して反映する。

あり / Yes

なし / No

※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。

第1回：単位系について

工学における力学の計算においては、単位系の理解が必須である。実用上多用されるSI単位系と工学単位系について、使い分ける力を身に付ける。

第2回：位置、速度、加速度

Newton力学における運動を表す基礎量である位置、速度、加速度について1次元、2次元、3次元の表現方法を復習する。また、簡単な微分公式についても復習する。

第3回：座標とベクトル

力学計算において必須であるベクトルの取り扱いについて復習する。内積、外積の表記と物理的意味、ベクトルによる運動の表示について確認する。

第4回：簡単な運動の記述

質点の鉛直運動、力積と運動量などを取り上げて、ベクトルによる簡単な運動の記述を行う。

第5回：仕事とエネルギー

スカラー量である仕事とエネルギーの原理と表現について復習する。力学的エネルギー保存則、運動エネルギー、ポテンシャル、
保存力といった言葉を数式上で表現できるようにする。

第6回：放物運動、円運動

簡単な2次元運動である放物運動、円運動を取り上げ、位置、速度、加速度をベクトルにより表現する。

第7回：単振動

簡単な振動現象である1自由度の自由振動（単振動）を取り上げ、振動現象の表現に必要な知識を習得する。

第8回：減衰振動と強制振動

工学上重要な意味がある減衰振動や強制振動について、その特徴やパラメータについて理解を深める。

第9回：基礎材料力学演習①

工業材料の強度を論じるうえで基本となるフックの法則、応力とひずみについて、数式とともに、現象のオーダーについても理解する。また、工学上重要な考え方である許容応力と安全率についても説明する。

第10回：基礎材料力学演習②

構造物や部材に作用する曲げ、ねじりといった荷重についての考え方を学ぶ。はりの曲げ、軸のねじりに関する基本的な計算を行い、現象を理解する。

第11回：流れの力学演習①

いわゆる静止する流体に関する力のつり合いを学ぶ。浮力、圧力、密度といった流体の諸量が取り扱えるようにする。

第12回：流れの力学演習②

動圧、静圧、全圧、ベルヌーイの定理、流速、流量といった運動する流体の運動の記述について学ぶ。

第13回：基礎熱学演習①

工学におけるエネルギーとは運動だけでなく、物体の熱によっても扱われる。熱と温度、気体の状態式などについて、復習を交えて工学的理解を深める。

第14回：基礎熱学演習②

気体のエネルギーは外部から熱と仕事が作用することで変化する。理想気体、仕事と熱の表現について学び、工学上の意味を理解できるようにする。

【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】高校の物理教科書などを復習しておく。

とくに指定しない。講義時に資料を配布する。

「大学新入生のための物理入門」　廣岡 英明　著　共立出版

成績評価は、授業内に行う演習の結果および平常点で行う。配分は、演習の結果60%、平常点40％とする。本授業において設定した達成目標の60％以上に達した学生を合格とする。

演習問題は、高校で学んだ力学の問題と大学で学ぶ力学基礎問題で構成する。

国内外での企業実務経験、海外大学での研究経験を持つ教員が、その経験を活かし、研究や実務面での応用を踏まえた上で講義を行う。