2024年度学院等開講科目理学院地球惑星科学系

力学（地惑）

開講元: 地球惑星科学系
担当教員: 今枝佑輔 / 中本泰史
授業形態: 講義/演習 (対面型)
メディア利用科目: -
曜日・時限 (講義室): 火3-6 (I1-255(I123)) / 金3-6 (I1-255(I123))
クラス: -
科目コード: EPS.B203
単位数: 220
開講時期: 2024年度
開講クォーター: 2Q
シラバス更新日: 2025年3月17日
使用言語: 日本語

シラバス

授業の目的（ねらい）、概要

本講義では解析力学の基本事項を習得し，問題演習によって解析力学を道具として，実際の物理現象に応用する力を身につける事を目的とする。
講義では一般化座標，オイラー・ラグランジュ方程式，変分原理,ハミルトン形式，正準変換などを中心に学ぶ。
また各トピックごとに解析力学の複数の適用例を紹介し，実際の問題演習を通じて方法論の習得を図る。
応用例では特に，ケプラー運動,基準振動，回転運動，剛体運動などを中心に扱う。
授業1回あたり講義2時限，演習2時限を行う。

到達目標

本講義を履修することによって現代物理学の基礎となる解析力学の概念と手法を理解し，一般化座標を用いた力学に慣れることを目標とする。
さらに具体的な問題演習を通じて解析力学を道具として扱う実践力を身につけることを目標とする。

キーワード

ラグランジュ形式，変分原理，ハミルトン形式，正準変換

学生が身につける力

専門力
教養力
コミュニケーション力
展開力 (探究力又は設定力)
展開力 (実践力又は解決力)

授業の進め方

講義と演習を同時に行う。

授業計画・課題

	授業計画	課題
第1回	解析力学の準備	座標系，微分
第2回	ラグランジュ力学の導入1	ラグランジアン，一般化座標
第3回	ラグランジュ力学の導入2	ラグランジュ方程式の応用
第4回	解析力学における保存則	エネルギー保存，運動量保存，角運動量保存
第5回	運動方程式の積分	ケプラー運動
第6回	微小振動	一次元の振動，多次元の振動
第7回	基準振動	固有振動数
第8回	回転座標系での運動	慣性力
第9回	剛体の運動	回転エネルギー，慣性モーメント
第10回	変分原理	汎関数，オイラー方程式
第11回	ハミルトン形式と正準方程式	ルジャンドル変換，ハミルトニアン
第12回	正準変換	ハミルトンヤコビ方程式
第13回	解析力学の総合演習I	ラグランジュ形式，ハミルトン形式を用いた問題演習
第14回	解析力学の総合演習II	ラグランジュ形式，ハミルトン形式を用いた問題演習

準備学修(事前学修・復習)等についての指示

学修効果を上げるため，教科書や配布資料等の該当箇所を参照し，「毎授業」授業内容に関する予習と復習（課題含む）をそれぞれ本学の学修規程で定められた時間を目安に行う。

教科書

特に無し

参考書、講義資料等

■ ランダウ-リフシッツ著,『力学』(理論物理学教程)，東京図書
■ 須藤靖著,「解析力学・量子論」，東京大学出版会
■ 小出昭一郎著，物理入門コース2「解析力学」，岩波書店
■ 今井功ほか著,『演習力学 [新訂版]』，サイエンス社
■ 阿部龍蔵著，物理テキストシリーズ6「量子力学入門」，岩波書店

成績評価の方法及び基準

解析力学の考え方,計算法及びそれらの応用に関する理解度を評価する。
演習への取り組み40%、及び期末レポート60%で成績を評価する。

履修の条件・注意事項