  シラバス参照
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| 科目名／Course: 力学Ⅱ／Mechanics II | |
| 科目一覧へ戻る | 2023/11/02 現在 |
| 科目名（和文） ／Course |
力学Ⅱ |
|---|---|
| 科目名（英文） ／Course |
Mechanics II |
| 時間割コード ／Registration Code |
22C21201 |
| 学部（研究科） ／Faculty |
情報工学部 |
| 学科（専攻） ／Department |
情報システム工学科 |
| 担当教員（○：代表教員）
／Principle Instructor （○） and Instructors |
○市川 正美 |
| オフィスアワー ／Office Hour |
市川 正美(水曜日 5限：情報工学部棟 2505号室／要 メールでの事前連絡) |
| 開講年度 ／Year of the Course |
2023年度 |
| 開講期間 ／Term |
後期 |
| 対象学生 ／Eligible Students |
2年次生 |
| 単位数 ／Credits |
2.0 |
| 更新日 ／Date of renewal |
2023/02/28 |
|---|---|
| 使用言語 ／Language of Instruction |
日本語 |
| オムニバス ／Omnibus |
該当なし |
| 授業概略と目的 ／Cource Description and Objectives |
古典Newton力学は近代的な精密科学の先駆けとして最初に体系化された学問であり、その後の自然科学の基礎となっている。本講義は力学Ⅰを引き継ぐ形で質点系〔2質点、多質点〕の運動とその応用としての惑星運動、離散的な質点系の完備化することで数学的に定義された剛体に関する問題を中心に解説し、その後に解析力学の初歩的内容までを述べる。 目的は、(1) 現実のマクロな力学的現象を解析するための基礎的な知識を習得する。(2) 機械力学、制御工学が必要とする力学関係の基礎知識を提供する。ことである。 |
| 履修に必要な知識?能力?キーワード ／Prerequisites and Keywords |
「力学Ⅰ」を修得済みであることは必須の前提です。また力学を物理の範疇だけで理解することは段々と難しくなり、履修済みの数学は全般的に必要であり，またこれから履修する数学も必要となります。 科目キーワード： 二体問題、質点系、連続体、剛体、回転運動、慣性テンソル、仮想変位、仮想仕事、ダランベールの原理、オイラー?ラグランジュの運動方程式、正準方程式 |
| 履修上の注意 ／Notes |
教科書の後半部を学ぶためのであるから，当然その程度は高くなります。そのためにも「数学C〈基礎解析学〉?解析学」、「数学B〈基礎線形代数学〉?線形代数学」のそれぞれの内容全般を十分に理解していることが必要です。 与えられた課題を力学IIの内容に直接関係しない方法で解答しても、それは授業の目的からずれたものであり評価の対象とはなりません。 また「解析力学」という単元はこれまでに学んだ物理と異なりほとんど数学という体をなしているので「フーリエ解析」、「ベクトル解析と幾何学」等のより進んだ数学の受講を強く勧めます。 |
| 教科書 ／Textbook(s) |
「力学I」と同じテキストを使用しますが、できる限り第2版を用意してください。 |
| 参考文献等 ／References |
「キーポイント 力学」〔吉田春夫 著、岩波書店〕は非常によく書かれた副読本である。他にも「ビジュアルアプローチ 力学」〔為近和彦 著〕森北出版 などに代表されるカラフルな書籍は兎にも角にも「問題は解けるようになる」という点ではそれなりに効能があるでしょう。最後に学習院大学の田崎教授が公開している資料「数学:物理を学び楽しむために」〔興味があるならば、各自で検索のこと〕は理学部向きであるが、一読する価値がある。 |
| 自主学習ガイド ／Expected Study Guide outside Coursework/Self-Directed Learning Other Than Coursework |
使用テキストの第2版まえがきには「力学を初めて本格的に学ぶ読者が解析力学の初歩まで理解するには，このくらい詳しく，先入観による勘違いを修正しながら読み進める本．．．．」とあります。例題や課題を漫ろに解くのではなく、著者がこのテキストに込めた意図を理解できるよう真剣に読み込めば得るところも大きいと思われる。 |
| 資格等に関する事項 ／Attention Relating to Professional License |
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| アクティブラーニングに関する事項 ／Attention Relating to Active Learning |
本授業では以下のアクティブラーニングを採用している：課題（宿題等） |
| 実務経験に関する事項 ／Attention Relating to Operational Experiences |
該当しない |
| 備考 ／Notes |
| No. | 単元（授業回数） ／Unit (Lesson Number) |
単元タイトルと概要 ／Unit Title and Unit Description |
時間外学習 ／Preparation and Review |
配付資料 ／Handouts |
|---|---|---|---|---|
| 1 | 1 | [2体問題] 惑星の運動を扱うための準備を行う |
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| 2 | 2 | [2体問題の応用] 惑星の運動について述べる |
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| 3 | 3 | [2体問題の応用 続] 衝突問題について解説する |
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| 4 | 4 | [質点系の力学] 2体問題の一般化について述べる |
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| 5 | 5 | [質点系の力学 続] 連続体を扱うための準備を行う |
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| 6 | 6 | [剛体の力学] 解析学との関連を意識して連続体としての剛体の導入を行う |
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| 7 | 7 | [剛体の力学 続] 固定軸を持つ剛体の運動について説明する |
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| 8 | 8 | [剛体の平面運動] 剛体の平面運動について、身近な例を取り上げて説明する |
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| 9 | 9 | [剛体の空間運動] 慣性テンソルについて説明する |
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| 10 | 10 | [剛体の空間運動 続] 現実の剛体の運動について解説する |
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| 11 | 11 | [解析力学 (1)] 仮想仕事、ダランベールの原理について説明する |
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| 12 | 12 | [解析力学 (2)] ラグランジュの運動方程式、変分原理について説明する |
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| 13 | 13 | [解析力学 (3)] ハミルトンの原理、オイラー?ラグランジュの方程式について説明する |
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| 14 | 14 | [解析力学 (4)] 一般化座標、一般化力について説明する |
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| 15 | 15 | [解析力学 (5)] ラグランジュの方程式の応用、ハミルトンの正準方程式について解説し、後続する講義との関連について述べる |
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| 16 | 16 | [試験] 第1回から15回までの内容について筆記形式での試験を行う |
| No. |
到達目標 ／Learning Goal |
知識?理解 ／Knowledge & Undestanding |
技能?表現 ／Skills & Expressions |
思考?判断 ／Thoughts & Decisions |
伝達?コミュニケーション ／Communication |
協働 ／Cooperative Attitude |
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|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | 高校物理で図的あるいは感覚的に扱っていた2体問題を数理的に厳密に扱う能力を身に付ける(C)。 | ○ | ○ | ○ | ||||
| 2 | 万有引力の法則、Newton力学および数学を用いてケプラーが発見した3法則を概説できる(C)。 | ○ | ○ | ○ | ||||
| 3 | 連続体と見なされる物体の重心、慣性モーメントを計算できる(C)。 | ○ | ○ | |||||
| 4 | 水平面あるいは斜面上での剛体の運動を解析できる(C)。 | ○ | ○ | |||||
| 5 | 解析学の知識と仮想仕事の原理を利用して力学的な平衡状態を求めることができる(C)。 | ○ | ○ | ○ |
| No. |
到達目標 ／Learning Goal |
定期試験 ／Exam. |
提出課題に対する回答内容 | ||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | 高校物理で図的あるいは感覚的に扱っていた2体問題を数理的に厳密に扱う能力を身に付ける(C)。 | ○ | ○ | ||||
| 2 | 万有引力の法則、Newton力学および数学を用いてケプラーが発見した3法則を概説できる(C)。 | ○ | ○ | ||||
| 3 | 連続体と見なされる物体の重心、慣性モーメントを計算できる(C)。 | ○ | ○ | ||||
| 4 | 水平面あるいは斜面上での剛体の運動を解析できる(C)。 | ○ | ○ | ||||
| 5 | 解析学の知識と仮想仕事の原理を利用して力学的な平衡状態を求めることができる(C)。 | ○ | ○ | ||||
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評価割合（％） ／Allocation of Marks |
60 | 40 | |||||