2007年度 総合科学部 自然システム学科 物質·環境コース 学部課程 — 2年(前期)
2007年度 総合科学部 自然システム学科 数理·情報コース 数理科学サブコース 学部課程 |
| EDB |
| 力学 |
| 教授・中山 信太郎 2単位 |
| 授業の目的 |
| 力学とは力が働くとき物体がどのような運動をするかを，法則をもとに理解するものである．力学は自然界において物質に関わる様々な現象を理解する上で基礎となっている．自然科学を学ぶ人たちにとって，欠かすことのできない基礎的な科目である．授業は，1年次に学んだ「物質科学の基礎I」を出発点として，物体の様々な運動について理解を深め，応用する力を身につけることを目標にする． |
| 授業の概要 |
| 物体の運動状態を表現するために必要な数学について学ぶ．いくつかの典型的な場合の質点の運動について，高校のように丸暗記した公式ではなく，ニュートンの運動方程式からスタートして調べていく方法を学ぶ．質点の運動，質点系の運動に続いて，相対運動について講義する． |
| キーワード |
| 運動方程式，エネルギー，中心力と角運動量，運動量とエネルギー保存則，慣性モーメント，運動エネルギー |
| 関連科目 |
| 熱·統計力学I，電磁気学I，量子力学I |
| 受講者へのメッセージ |
| 大学初年度に学習した「物質科学の基礎 I」の初歩の数学(微分，積分，ベクトル)を理解しておく．この科目で学んだ力学の基本事項を充分に復習し，不明な点があれば質問する．講義中に疑問があれば質問したり，予習·復習をすることが前提である．また，講義のはじめに小テストを行う．問題は前の週に与える． |
| 到達目標 |
| 1. | 運動を記述する物理量を理解する |
| 2. | 運動方程式を理解し，具体的問題に適用できるようになる．また，それから導かれる運動法則の意味を理解できる． |
| 3. | エネルギー，運動量，角運動量保存則が，運動方程式から導出可能なことを理解出来る． |
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| 授業の計画 |
| 1. | 力学に必要な数学の基礎知識 |
| 2. | ニュートン力学とは? |
| 3. | 慣性座標系と位置ベクトル |
| 4. | 速度，加速度と物理数学の基礎 |
| 5. | 運動方程式 |
| 6. | 重力，抵抗力の下での運動 |
| 7. | 調和振動子とエネルギー積分 |
| 8. | 惑星の運動 |
| 9. | エネルギーと仕事 |
| 10. | 保存力とエネルギー保存則 |
| 11. | 中心力による運動 |
| 12. | 二体問題と角運動量 |
| 13. | 回転の運動エネルギー |
| 14. | 慣性モーメント |
| 15. | 回転運動 |
| 16. | 授業の総括 |
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| 成績評価の方法 |
| 授業への取り組み状況，小テスト，期末試験などによる． |
| 教科書 |
| 自作テキスト「力学」(生協で販売する予定) |
| 参考資料 |
| 岩波物理入門コース 「力学」 戸田盛和著 岩波書店 |
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