2015年度工学院大学 第1部情報通信工学科

物理学I(Physics I)[2213]

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2単位
進藤 哲央 准教授  [ 教員業績  JP  EN ]
最終更新日 : 2016/01/21

<授業のねらい>
  1. 理工系科目を学ぶのに必要な力学の基礎知識を身につけることをねらいとする。
  2. 位置や速度、加速度の定義やそれらの関係を通じて、理系分野における微分積分の概念を理解し、これらを使いこなせるようになる。
  3. 物体の運動を決める法則を理解し、法則に基づいて物体の運動を計算に基づいて予測できることを目標とする。
  4. 運動の法則から出発し、運動エネルギー・ポテンシャルエネルギーの概念へとどのようにつながっていくか、その理論体系を理解し、物理学の基本的な考え方を習得する。

<受講にあたっての前提条件>
高校数学全範囲の知識を前提とする。自身の理解に不安がある場合には学習支援センター等を活用して,数学を使いこなせるようになっておくこと。

<具体的な到達目標>
この講義では,力学を題材として,以下のようなものごとのとらえ方や考え方の習得を目的として授業を行う.

1) 物理的・科学的なものの考え方ができる。
2) 物理量,物理的次元,単位といった概念を理解し、単位換算などを自在に行える。
3) 力学の基本法則の意味や力学で使われる用語について自分の言葉で説明できる。
4) エネルギーの概念とその保存則について自分の言葉で説明できる。
5) 微分や積分、ベクトル、微分方程式といった数学的手法を,道具として使いこなせる。.

<授業計画及び準備学習>
  1. 単位と次元
    [準備学習]高校の数学の復習をしておくこと。
  2. 座標とベクトル
    [準備学習] 教科書や事前に配布するプリントの該当する箇所を熟読し,関連する問題を解いておく。
  3. 微分の概念と速度、加速度
    [準備学習] 教科書や事前に配布するプリントの該当する箇所を熟読し,関連する問題を解いておく。
  4. 積分の概念と使い方
    [準備学習] 教科書や事前に配布するプリントの該当する箇所を熟読し,関連する問題を解いておく。
  5. 運動の3法則
    [準備学習] 教科書や事前に配布するプリントの該当する箇所を熟読し,関連する問題を解いておく。
  6. 力の性質
    [準備学習] 教科書や事前に配布するプリントの該当する箇所を熟読し,関連する問題を解いておく。
  7. 運動方程式と微分方程式
    [準備学習] 教科書や事前に配布するプリントの該当する箇所を熟読し,関連する問題を解いておく。
  8. 自由落下運動と、それに対する空気抵抗の影響
    [準備学習] 教科書や事前に配布するプリントの該当する箇所を熟読し,関連する問題を解いておく。
  9. 単振動
    [準備学習] 教科書や事前に配布するプリントの該当する箇所を熟読し,関連する問題を解いておく。
  10. 減衰振動と強制振動
    [準備学習] 教科書や事前に配布するプリントの該当する箇所を熟読し,関連する問題を解いておく。
  11. 円運動、放物運動
    [準備学習] 教科書や事前に配布するプリントの該当する箇所を熟読し,関連する問題を解いておく。
  12. 仕事とエネルギー
    [準備学習] 教科書や事前に配布するプリントの該当する箇所を熟読し,関連する問題を解いておく。
  13. ポテンシャルとエネルギー保存則
    [準備学習] 教科書や事前に配布するプリントの該当する箇所を熟読し,関連する問題を解いておく。
  14. エネルギーの観点から運動を見直す
    [準備学習] 教科書や事前に配布するプリントの該当する箇所を熟読し,関連する問題を解いておく。
  15. 学習内容の確認
    [準備学習] 力学の総復習をし,疑問点や理解のあいまいな点などをあぶりだしておく。

<成績評価方法>
下記の2通りの評価方法により、総合的に理解度を評価する。
A. 期末試験100%
B. 期末試験70%、授業中のレポートおよび小テスト 30%

<教科書>
下記の本を必要に応じて適宜参照しつつ学習してください。
『理工系 物理学講義』加藤潔(培風館)
また,適宜プリント資料を配布します。

<参考書>
教科書選びの参考として,いくつかの本をリストしておきます。
『よくわかる初等力学』前野昌弘著 (東京図書) 非常に丁寧に書かれた力学の教科書です。自主学習にもむいています。
『力学 高校生・大学生のために』江沢洋 (日本評論社) 力学の基礎的な分野について簡潔にまとめられています。
『一般物理学 上・下』太田信義 (パリティ物理学コース) 物理の基礎的な分野について簡潔にまとめられています。
『新・物理学入門』山本義隆 (駿台文庫) 大学入試の参考書ですが,物理学Iでやる内容については充分な内容があります。
『物理入門コース 力学』戸田 盛和 (岩波書店) きわめて標準的な力学の教科書。
『力学の考え方』砂川重信 (岩波書店) これも標準的な力学の内容をあつかっている教科書。
以下は講義内容とは直接関係ありませんが,おすすめの本をいくつか挙げておく。
『数学ガール』結城浩 (ソフトバンククリエイティブ) 数学の楽しさが詰まった本.数学アレルギーの人におすすめ。
『高校で教わりたかった物理』田口善弘 (日本評論社) 物理っぽいものの見方について書かれた本。
『サはサイエンスのサ』鹿野司 (早川書房) 科学の色々な話題が面白く紹介されています。
『科学と神秘のあいだ』菊池誠 (筑摩書房) 科学的考え方に関するエッセイ。

<オフィスアワー>
火曜日 15:30-17:30
八王子キャンパス 1S-323
あらかじめメールでアポイントメントをとってもらうと,確実性が増すと思います。

<学生へのメッセージ>
受講者の層が広いため,退屈に感じたり難しく感じたりする人が出てくるかと思いますが,そういう場合は特にオフィスアワーや電子メールを利用してコンタクトをとることをおすすめします。
力学に限らず,理系の学問では,自分で手を動かして問題を解いたり,教科書に載っている式を自分で変形して,公式を導出したりすることが,内容の理解を助ける重要な要素になります.講義時間は限られているため,講義のみでは,これら基礎訓練のための時間が十分にとれません.これらを補うために,上に挙げた参考書等にのっている問題を自分で考えて解く等,自習することが大切です。
授業時間だけで,全てを理解することは不可能であると思っておいてください。


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