2018年度 シラバス情報詳細

●時間割コード
20180015209

●科目区分
理系基礎科目(理系)

●科目名
物理学基礎Ⅰ
●主担当教員名
犬塚 修一郎

●単位数
2単位

●開講時期
Ⅰ期
金・2
●対象学部
理学部(1〜3)



●本授業の目的およびねらい

自然科学の基礎学問である力学を、身近な現象の力学的解明を通じて学ぶことを指針とする。物理学科進学を希望する学生および専門を学ぶ上で力学が重要となる学生を対象とする。それのみならず、科学を学ぶ学生には必要な基礎である。この「物理学基礎I」では、ニュートン力学の基礎についてのまとまった内容を講義する。

●履修条件あるいは関連する科目等

高校における物理学の履修を前提とする。履修していない場合は、予習復習の一層の努力を期待する。

●授業内容

以下の内容を扱うが、順番は変更する場合がある。
(1)力学の準備
基本的な概念や数学的な取り扱いの基礎から導入する。具体的には、位置、速度、加速度などを通し、座標(デカルト座標、極座標)、ベクトル(位置ベクトル、速度ベクトル、加速度ベクトル)とベクトル演算(スカラー積、ベクトル積)、微分、そして次元(単位)を復習し学ぶ。
(2)ニュートンの運動方程式
ニュートンの3つの運動の法則(慣性の法則、運動方程式、作用反作用の法則)と、その簡単な具体的適用を学ぶ。微分方程式(運動方程式、初期値問題)を解くことにより、質点の直線運動、重力下での運動(放物運動)や力学現象で重要な振動、特にその基礎である単振動(調和振動子)、単振り子やばねの振動とその特性を知る。
(3)運動量、力積、エネルギー、仕事
大切な概念である運動量、角運動量、運動エネルギー、位置エネルギー(ポテンシャル)を理解し、これらに関連する重要な保存則(運動量保存則、エネルギー保存則)を学ぶ。
(4)保存力とポテンシャル
エネルギーや仕事、ポテンシャルと保存力を学び、物体の力学的運動を理解する。例題として万有引力(重力)のポテンシャルなどを扱う。そして、力のポテンシャルを「場」という物理量として学ぶ。
(5)運動する座標系と見かけの力
慣性系、ガリレイの相対性原理、「慣性力」、さらに回転座標系を学ぶ。回転座標系に伴う遠心力、コリオリの力を理解する。それらに基づき、台風の渦がなぜ左巻きか、フーコーの振り子とは、ナイルの放物線とは、等について学ぶ。

●成績評価の方法

期末試験、レポート、出席回数等により総合的に評価する。

●教科書

特に指定しない。

●参考書

原島鮮「質点・剛体の力学」及び「力学」裳華房,植松恒夫 「力学」学術図書出版社
藤原邦男「物理学序論としての 力学 (基礎物理学1)」東京大学出版会
阿部龍蔵「力学 (新物理学ライブラリ (2)) 」サイエンス社
ファインマン「ファインマン物理学〈1〉力学」 岩波書店

●注意事項

取り下げを行う場合には履修取り下げ届を5月末までに提出すること。

●本授業に関する参照Webページ

www.astro-th.phys.nagoya-u.ac.jp/~inutsuka/lect/nuide002.html

●担当者からの言葉(Webページのみ表示)

授業中は積極的に質問をしてください。また、しっかり復習をしてください。授業の内容について友達と議論することも推奨します。


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