○物理学Ｉ（Physics I）[2201]

＜授業のねらい及び具体的な達成目標＞

自然界は複雑，難解であるが，実際には単純解の重ね合わせが多い。そういった意味では，そこには万能な公式などは存在しない。本講義では、Newtonの運動法則，エネルギー・運動量の保存など基本的な法則性を紹介し，質点，質点系，剛体の運動記述について解説していく。
　以下に具体的な到達目標を示す。

1. 「１現象→１公式」の受験物理ではなく，基本法則に従った物理学の習得。
   
2. 基本本法則の複合系への応用の習得。
   
3. ポテンシャルの理解。
   

＜授業計画＞

1. 講義概要説明と数学的準備：
   数学的準備として，ベクトル演算など講義に必要な知識を復習/解説する。
   
2. 物理学の中の微積分１：
   
3. 物理学の中の微積分２：
   座標，速度，加速度を基に，数学で学んだ微積分の知識を物理学的にとらえる。
   
4. ニュートン力学の概要：
   質点の力学を通してニュートン力学の基本法則を解説していく。
   
5. 運動方程式を使った運動の記述１：
   ニュートン力学の基本法則を基に，放物運動，空気抵抗などを例に取りながら自然現象の定式化を学ぶ。
   
6. 運動方程式を使った運動の記述２：
   振動の様子を例に，運動の記述を学ぶ。
   
7. 慣性系と非慣性系：
   慣性系と非慣性系について座標系を学び，慣性力について解説をしていく。
   
8. 仕事とエネルギー：
   工科系科目の基本概念である仕事とエネルギーの概念を解説する。
   
9. 保存量の理解：
   エネルギーの保存に始まり，運動量，角運動量の保存など自然界を支配する「保存」の考え方を解説する。
   
10. ２体の衝突問題：
    質点同士の衝突問題を題材に，運動量の保存について具体的に解説する。
    
11. 相互作用としての重力：
    重力を万有引力の一面としてとらえ，自然界の力を相互作用として考察する。また，万有引力の例として，天体運動について考察していく。
    
12. 剛体の運動と力のつりあい：
    広がりのある物体の運動を運動方程式に加えて，力のモーメントを含めて考察する。
    
13. 慣性モーメントの計算：
    剛体の運動を理解するためには必要不可欠である慣性モーメントについて，単純な形状を例に計算方法を学ぶ。
    
14. 定期試験
    

＜成績評価方法及び水準＞

定期試験と講義中に行う小テストによる１００点評価で行う。６０点以上で合格とする。配点の内訳は以下の通りとなる。

定期試験、小テストについてはそれぞれ、

• 定期試験(A)…１００点満点で定期試験期間に行う。
  
• 講義中に行う小テスト(B)　…毎時間２点満点で行い合算する。ただし，合算については２０点を満点とし，越えた分は切り捨てる。
  

とする。この２区分の評価点を

1. <評価点１> = A
   
2. <評価点２> = A × 0.8 +B
   

で合算し、それぞれの大きいほうを評価点とする。

＜教科書＞

「理工系　物理学講義」加藤潔著(培風館)

＜参考書＞

• 「物理数学（I）−裳華房フィジックスライブラリー−」中山恒義著（裳華房）
  高校で学んだ物理学と大学で学ぶ物理学の一番の違いは数学的取り扱い方法にあると考える。微積分、ベクトル演算、行列など、英語における単語にも等しい重要度を持つこれらの手段を確かなものにすることは、物理学に限らず、今後の大学生活の中においても有用であろう。この本には、1年生で使う内容がおおよそ書かれている。初めはなかなか判り辛いかもしれないが、何度か読み直していくうちに次第に理解が進んでくるだろう。なお、「物理数学（II）」には、2年生以降使うであろう内容が書かれているので、併せて持つことを勧める。また、他の「裳華房フィジックスライブラリー」シリーズの書籍もここで推薦しておく。
  
• 「物理学演習テキスト」 (学術図書出版)
  このテキストは、物理学演習I，IIのためのものである。週1回の物理学の講義だけではどうしても「自分で問題を解決する」ことが足りなくなってしまう。テキストの問題を解くことで、それを補って欲しい。できれば、演習を受講することを勧める。
  

＜オフィスアワー＞

木曜日　13：10〜14：40　（八王子校舎1号館209室）

＜学生へのメッセージ＞

質問は歓迎する。ただし，必ず居室にいるとは限らないので，E-mailを利用するか事前にアポイントメントを取るように(ft11196@ns.kogakuin.ac.jp)。

＜参考ホームページアドレス＞