2025年度 (最新) 学院等開講科目 教養科目群 理工系教養科目
力学基礎１ 英語クラス
- 開講元
- 理工系教養科目
- 担当教員
- Webb Adrean
- 授業形態
- 講義 (対面型)
- メディア利用科目
- -
- 曜日・時限
(講義室) - 金1-2 (M-110(H112))
- クラス
- 英語クラス
- 科目コード
- LAS.P101
- 単位数
- 100
- 開講時期
- 2025年度
- 開講クォーター
- 1Q
- シラバス更新日
- 2025年3月19日
- 使用言語
- 英語
シラバス
授業の目的（ねらい）、概要
本講義では運動方程式による物体の運動の記述から始めて、質点の運動の基礎を講義する。
力学は自然を理解するための重要な学問である。また、専門コースでの理学、工学、生命科学を学ぶ上での必須の基礎学問である。本講義では運動の法則と運動の数学的記述を修得し、これを基に質点に関する力学現象を理解し、未知の力学問題を解く能力を養う。
到達目標
本講義を履修することにより、以下の知識と能力を修得する。
1) 速度、加速度、運動量、角運動量、力、力のモーメント、仕事、エネルギーなどの概念を正しく理解し、数学的に表現できる。
2) 運動の3法則と、これから導かれる保存則（運動量保存則、エネルギー保存則、角運動量保存則）を正しく理解し、実際の力学問題に応用できる。
3) 方程式で表された力学問題の数学的解を求めることができ、数学的解が意味する物理を説明できる。
キーワード
位置、速度、加速度、運動量、力、運動の3法則、運動量保存則、落下運動、単振動、放物運動、仕事、運動エネルギー、ポテンシャルエネルギー、エネルギー保存則、中心力、角運動量、力のモーメント、角運動量保存則、万有引力、ケプラーの法則
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
各講義の2/3は基礎的内容について、残る1/3は発展的応用的内容についての解説に充てる。講義内容の確実な理解と応用力を養うために、講義内 容に関連した演習問題を物理学演習第一で出題する。
授業計画・課題
| 授業計画 | 課題 | |
|---|---|---|
| 第1回 | 運動の記述（位置，速度，加速度） 運動の3法則（慣性の法則，運動方程式，作用・反作用の法則，運動量） | ベクトルを用いた位置，速度と加速度の表し方を説明せよ。 運動量とニュートンの運動の法則を説明し，微分方程式による運動の記述を説明せよ。 |
| 第2回 | 1次元の運動（落下運動，単振動，単振子） | 落下運動や単振動といった典型的な直線運動を説明せ よ。 |
| 第3回 | 2次元の運動（放物運動），抵抗や外力が働く場合の運動（減衰振動，強制振動） | 放物運動などの平面内の運動と抵抗がある場合の直線 運動を説明せよ。 |
| 第4回 | 仕事とエネルギー（運動エネルギー，保存力とポテンシャルエネル ギー），エネルギー保存則 | 仕事，運動エネルギー，ポテンシャルエネルギーの概念とエネルギー保存則を説明せよ。 |
| 第5回 | 角運動量と力のモーメント（ベクトルの外積） | 角運動量と力のモーメントの概念とベクトルの外積を 用いた表現を説明せよ。 |
| 第6回 | 中心力による運動（角運動量保存則，速度と加速度の極座標表示） | 角運動量保存則と中心力を受ける質点の運動，極座標 を用いた運動の記述を説明せよ。 |
| 第7回 | 万有引力と惑星の運動（ケプラーの法則） | 万有引力下での質点の運動，惑星の運行に関するケプ ラーの法則を説明せよ。 |
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）をそれぞれ概ね100分を目安に行うこと。
教科書
教科書セット（学内書店限定 60% 特別割引）：
WebAssign for Physics for Scientists and Engineers
+
Physics for Scientists and Engineers, Vol. 1, 10th Edition
Serway, Jewett (2019); ISBN: 9781337553575
参考書、講義資料等
サーウェイ 基礎物理学〈1〉力学・電磁気学演習
Serway, Jewett, 鹿児島, 和田 (2013); ISBN: 978-4807908301
An Introduction to Mechanics, 2nd Edition
Kleppner, Kolenkow (2013); ISBN: 9780521198110
必要に応じて、授業の前後に適切な講義資料や参考資料を T2SCHOLA や Slack で配布します。
成績評価の方法及び基準
成績は、課題、小テスト、期末試験によって評価します。
関連する科目
- LAS.P105 ： 物理学演習第一
履修の条件・注意事項
履修の条件を設けない。