物理学 I シラバス

授業の目的

古典力学のうち質点・質点系・剛体の力学の基礎を学ぶ．物理法則の多くが，物理量の時間についての微分を含む方程式の形に書かれ，ある初期時刻の状態と法則とからそれ以後の状態を知ることができる構造をしている．運動方程式はその典型例である．また物理では保存則が重要である．その例である力学的エネルギーの保存と運動量の保存を学ぶ．これらの概念を修得することは物理にかぎらず自然科学的な思考のために重要である．

到達目標

質点や剛体の基本的な力学での物理量相互の関係を理解し，問題を解くことができる．

授業外学修内容・授業外学修時間数

教科書の内容を予習・復習し，練習問題を解いて理解すること．また，与えられた課題を解きレポートとして提出することが求められる．授業外学修時間として週4時間（計60時間）以上を必要とする．

授業計画

教科書 (小出 『力学』）の第1章「質点の力学」，第2章「質点系と剛体」の範囲をカバーする予定であるが，講義内容は必ずしも教科書のとおりではない．また，授業の回と内容 (教科書に対応するものはその節番号を示す)との対応は仮のもので，進行につれて変更もありうる．

• 【第1回】 序論 ... 物理のひろがり(担当教員の視点から)とその中でのこの科目の対象の位置づけ， 物理量の次元とSI単位，時間と空間，ベクトル(1.2)
• 【第2回】 質量, 質点(1.1), 変位と速度(1.3), 加速度(1.4), 力と慣性(1.5), 運動法則と運動方程式
• 【第3回】 放物運動(1.6), 単振動(1.7),　単振り子(振幅が小さい場合の近似, 1.8)
• 【第4回】 仕事と運動エネルギー(1.9)
• 【第5回】 束縛運動(1.10, 斜面上の垂直抗力と摩擦力)
• 【第6回】 力学的エネルギーの保存 (1.11 保存力とポテンシャル, 1.12 位置のエネルギー)
• 【第7回】 万有引力と惑星の運動(1.14 ひとまず太陽は動かないとした場合)
• 【第8回】 ガリレイ変換と回転座標系(1.15 遠心力とコリオリの力の話を含む)
• 【第9回】 二体問題(2.1),　重心とその運動(2.2), 重心運動と相対運動(2.5)
• 【第10回】 運動量保存則と衝突(2.4)
• 【第11回】 運動量と角運動量(2.3), 質点系の角運動量(2.6)
• 【第12回】 剛体とそのつり合い(2.7)
• 【第13回】 固定軸の周りの剛体の運動(2.8)
• 【第14回】 慣性モーメント(2.9),　剛体の平面運動(2.10)
• 【第15回】 連続体 (流体や弾性体)の力学への序論

成績評価の方法

期末および中間のレポートに現われた学習到達度(合計60%)と小課題の回答提出状況(40%)によって総合的に評価する．

フィードバックの内容

レポートや小課題を課した場合，次の授業の際にその説明をする．期末レポートについては採点終了後にウェブページに補足説明を出す．

授業実施形態について

対面授業．講義を主とし，期末と中間のレポート，その他の回は小課題を出題する．

教科書

• 『力学　物理学[分冊版]』 小出昭一郎 裳華房 1997 ISBN 9784785320751

指定図書

• 『力学 (講談社基礎物理学シリーズ1)』 副島雄児，杉山忠男 講談社 2009 ISBN 9784061572010
• 『よくわかる初等力学』 前野昌弘 東京図書 2013 ISBN 978-4-489-02149-7

教員からのお知らせ

教員からのお知らせの公開可能なものは個人ウェブサイト http://macroscope.world.coocan.jp の立正大学授業関係ページに置くので、履修学生は定期的に見てほしい.