●本授業の目的およびねらい
物理学を学ぶ上で最も基本となる力学の基礎を学ぶ。特に、力学における物理学的な概念や、自然界におけるさまざまな現象の本質を分析し、基本法則によって理解するという物理学的な方法論を学ぶことを目的とする。同時に力学を理論的に記述するために用いられるベクトル解析、微分・積分、微分方程式などの数学的方法についても修得する。
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●履修条件あるいは関連する科目等
必要となる数学を含め初歩から講義する。 高校における物理学の履修・未履修は問わないが,未履修の場合は予習復習に一層の努力を期待する。
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●授業内容
以下の項目で講義を進める。
1.運動学と数学的準備 ベクトル,微分・積分 2.点粒子の運動の数学的記述 座標系、位置・速度・加速度、変位・道のり、運動の例 3.点粒子の運動の物理法則(ニュートンの運動法則), 慣性系、力、運動法則、座標変換と運動の相対性 4.運動方程式の解析例担当 等加速度運動、振動、単振動,減衰振動、強制振動 5.運動における保存量 仕事とエネルギー、力学的エネルギー保存の法則 運動量、角運動量 6.力場中の運動 極座標系での記述、中心力場中の運動、惑星運動 7.質点系と剛体の力学 剛体のつりあい、慣性モーメント
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●成績評価の方法
出席状況,演習レポート、定期試験により総合的に評価する. 履修取り下げ制度を採用する。 定期試験に出席しなかった者を、欠席F とする。
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●教科書
指定しない。必要に応じて資料を配布する。
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●参考書
砂川重信 著、力学の考え方、岩波書店 ISBN4-00-007891-7 小出昭一郎 著、力学、岩波書店、ISBN4-00-007741-4 ランダウ、リフシッツ 著 広重 徹、水戸 巌訳、力学、東京図書
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●注意事項
初回授業時に配布する「履修についての諸注意」を熟読すること。NUCTの授業ページを最低週に一度はチェックすること。
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●本授業に関する参照Webページ
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●担当者からの言葉(Webページのみ表示)
物理学はほぼすべての科学・技術の基礎をなす。また、物理学は記憶・記録の体系ではなく、単純な法則から多様な現象へと論理の幹や枝を伸ばす体系である。よって、その学修に際しては、自ら手を動かして、数学的にギャップのない論理の道筋をたどる体験が必須である。その上で、さらにその論理の行き着く先の結果を表す数式の意味する物理的な内容を吟味することにより、真の理解への道が開かれる。この講義を通じて、現代社会・現代文明を支える物理学の巨人たち(ニュートン、他)の成功例を体感し、次世代の成功へとつなげていって欲しい。
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