○物理学Ｉ（Physics I）[2214]

＜授業のねらい＞

理学のみならず工学の非常に重要な基礎となる，物理学について学習する．
物理学Iでは，その土台ともいうべき力学を扱う．
以下の事柄の習得を目標とする．
（１）各物理量の概念を理解．
（２）法則の数学的表現と展開（数式で考える．特に，ベクトル計算，微分積分，微分方程式．）．

＜受講にあたっての前提条件＞

特にないが，高校までの数学（特に，ベクトル，関数，微分積分）を復習しておくこと．

＜具体的な到達目標＞

(a)与えられた問題の運動方程式を書き下すことができること．また，その方程式を解き，結果の物理的意味を理解できること．
(b)力学的な保存量の理解と，その保存則を使用できること．
(c)剛体の静止条件の理解とその適用ができること．
(d)剛体の運動の理解とその適用ができること．

＜授業計画及び準備学習＞

１．ガイダンス，物理量，次元，単位
準備学習：教科書１〜４ページを理解し，例題を解いておくこと
２．運動の記述（位置）：ベクトルと座標系
準備学習：高校で学習したベクトルの復習と教科書５〜７ページを理解し，例題を解いておくことておくこと
３．運動の記述（速度，加速度）：初等関数の微分，ベクトルの微分
準備学習：高校で学習した微分の復習と教科書９〜１４ページを理解し，例題を解いておくこと
４．簡単な運動の表現と導出 ：等速直線運動，等加速度運動
準備学習：高校で学習した積分の復習と教科書１４〜１９ページを理解し，例題を解いておくこと
５．単振動，等速円運動
準備学習：前回までの内容を全て理解し，教科書１９〜２０ページの演習問題を解いておくこと
６．運動の法則
準備学習：教科書２１〜２８ページを理解しておくこと
７．一定の力による質点の運動
準備学習：教科書２８〜３１ページを理解し，例題を解いておくこと
８．速度に比例する力による質点の運動
準備学習：教科書３１〜３４ページを理解し，例題を解いておくこと
９．復元力による質点の運動
準備学習：教科書３４〜４０ページを理解し，例題を解いておくこと
１０．保存量と保存則：エネルギーと仕事，仕事の定義と計算
準備学習：教科書５０〜５４ページを理解し，例題を解いておくこと
１１．運動エネルギー，保存力とポテンシャル・エネルギー
準備学習：教科書５４〜５７ページを理解し，例題を解いておくこと
１２．全力学的エネルギー保存則
準備学習：教科書５７〜６０ページを理解し，例題を解いておくこと
１３．質点系の運動量保存則，角運動量保存則
準備学習：教科書６０〜７０ページを理解し，例題を解いておくこと
１４．剛体の運動
準備学習：教科書８１〜９７ページを理解し，例題を解いておくこと
１５．学習成果の確認（試験）
準備学習：前回までの総復習を行うこと

＜成績評価方法及び水準＞

定期試験の得点が６０点以上，もしくは
定期試験の得点と講義中に課したレポート課題（合計３０点満点）を合計して６０点以上が合格．

＜教科書＞

「理工系物理学講義」加藤潔著（培風館）

＜参考書＞

指定参考書なし

＜オフィスアワー＞

火曜１２：３０〜１３：２０，４限
木曜１２：００〜１３：２０
総合教育棟３３２物理実験準備室２