トップ カリキュラム・授業 基礎物理学A



授業科目名 基礎物理学A
　 履修期 春   2単位   履修基準年度 1年
授業目的 / Course Objectives
物理学には相対性理論、量子力学、電磁気学、素粒子物理学、物性物理学など色々な分野があります。。その様な物理学と比べると古典力学は直線運動や円運動とかエネルギーなどを扱い、古典という名前からもあまり重要でないと思われるかもしれませんが、古典力学というのは全ての物理学の最初の一歩であり基礎となるものです。また、物理学は化学、生命科学、情報科学など全ての自然科学の基礎となるものです。大学で学ぶ力学では、高校で物理学をかじった程度の学力があるとして、スタートして、物理的考え方や論理的に物事を把握出来るようになることを目的とします。
到達目標 / Attainment Objectives
古典力学（運動の法則）を理解することにより、問題を解決する能力を身につける。
授業時間外の学習 (準備学習等について) / Study Required Outside of Class (Preparation etc.)
自然科学の勉強は基本的に積み重ねです。力学は自然科学の最初の一歩であり基礎となるものです。分子レベルから学び研究する化学、生命科学でも力学無くしては全く理解できないでしょう。
授業計画 / Class Overall Plan
第１回 なぜ古典力学か？
　　　 物理学とはどのような学問なのか、物理学で古典力学とはなんであるかについて学ぶ。
　　　　　力学における3つの基本量、質量、長さ、時間について学ぶ。
第２回 物理学で使われる単位
　　　　　物理学で使われる単位は様々な表し方が出来、単位は変換できるものであることについて理解
　　　　　する。
第３回 ベクトル
　　　　 物理量にはベクトル量とスカラー量があることを学び、ベクトル計算を学ぶ。
第４回 1次元の運動：速度、加速度
　　　　　1次元の運動を考え、例として、自由落下を取り上げて1次元の運動について考える。
第５回 2次元の運動
　　　 　発射体の運動、曲線運動、円運動。相対関係も学ぶ。
第６回 運動の法則 ニュートンの運動方程式
　　　　　力と加速度、質量の関係を見る。
第７回 円運動とニュートンの力学法則
　　　 　慣性系と非慣性系でニュートンの法則がどのようになるかを学び、円運動やその他の運動に
　　　　　どのように法則が適用されるのかを学ぶ。
第８回 運動の法則についての問題演習
　　　 　ニュートンの運動方程式を円運動などに適用した問題を実際に解くことで理解を深める。
第９回 仕事とエネルギー
　　　 　エネルギーの種類とエネルギー保存法則、仕事とエネルギーの関係について学ぶ。
第１０回 位置エネルギーとエネルギー保存
　　　　　運動エネルギー、位置エネルギーについて学び、保存力と非保存力に違いを学ぶことによって、
　　　　　エネルギー保存則について理解する。また、エネルギーと質量は等価であることも学ぶ。
第１１回 仕事とエネルギーに関する問題を解く演習
　　　 仕事とエネルギーに関する問題を実際に解くことで理解を深める。
第１２回 運動量と力積
　　　　　運動量とは何かを学び、力積−運動量定理を勉強する。さらに、運動量保存についても学び、
　　　　　剛体球の衝突問題を学ぶ。
第１３回 エネルギー保存と運動量保存に関する問題を解く演習
　　　 　仕事−エネルギー定理、力積−運動量定理を様々な力学の問題に適用して、問題を解くことで
　　　　　理解を深める。
第１４回 固定軸のまわりの剛体の回転　　　
　　　 　回転運動を扱うことにより、角速度、角加速度について学ぶ。
第１５回 転がり運動、角運動量及びトルク
　　 　　物体が回転運動する際の運動を勉強し、ベクトルの外積についても学ぶ。
教科書 / Textbook(s)
Raymond A. Serway 　松村博之訳『科学者と技術者のための物理学 I a 力学・波動』（学術図書出版社）
参考文献 References Books
古典力学の参考書は多数あるので気に入ったものを使いなさい。
授業方法 / Method of Instruction
教科書を使用し、プロジェクタでの教材提示と口頭による講義をする。授業中もしくは予習復習で, 疑問に思ったり分からないことがあれば必ず質問をすること
学生による授業評価の方法 / Course Evaluation by Students
ネット利用(所定のフォーマット)
成績評価 / Evaluation Criteria/Method
定期試験(Final examination)/その他(others)
・毎回の出席はとりません。
・講義内容の理解度をチェックするために不定期に演習問題を課すことがある。
・成績評価は定期試験と演習によって行う。
備考 / Note

検索キーワード / Keywords
原子/粒子/力/摩擦/エネルギー/運動量/仕事/保存力/引力/回転/ニュートン

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