力学

https://webclass.cdel.uec.ac.jp/

(a)主題
物理学概論第一で学んだ1質点の力学に関する知識を復習・補強するとともに、多質点系と剛体の力学に関する知識を修得する。日常的でより複雑な力学現象を理解するとともに、解析力学の基礎概念を学び、専門科目への橋渡しとする。
(b)達成目標
多質点系と剛体の力学に関する問題が解けるようになる。

物理学概論第一、微分積分学第一

線形代数学第一、数学演習第一

教科書:原康夫「物理学基礎」(学術図書出版)(物理学概論第一、第二の教科書)
参考書:高木隆司「力学(I、II)」(裳華房)
河辺哲次「工科系のための解析力学」(裳華房)

(a)授業の概要
物理学概論第一では省略された角運動量の概念を導入し、2質点系のケプラー問題、多質点系の規準振動、剛体の回転運動などを経て、解析力学への入門を行う。諸概念の解説を理解しながら、力学的な世界観を身につける。
(b)授業計画
第1回:質点の振動運動:減衰振動と強制振動
第2回:仕事とエネルギー:保存力と力学的エネルギーの保存則
第3回:回転運動:中心力と角運動量の保存則
第4回:中心力場の運動:惑星運動、ケプラーの3法則
第5回:慣性座標系と加速度座標系:ガリレイ変換不変性、慣性力(遠心力、コリオリ力)
第6回:2質点系の運動:重心運動と相対運動、換算質量
第7回:多質点系の力学(その1):重心運動と相対運動、衝突問題
第8回:多質点系の力学(その2):規準振動、固有値と固有ベクトル
第9回:多質点系の力学(その3):強制振動、共振現象
第10回:剛体の力学(その1):剛体のつりあい、トルク
第11回:剛体の力学(その2):剛体の回転運動、角速度、慣性モーメント、角運動量、運動エネルギー
第12回:剛体の力学(その3):剛体の並進・回転運動
第13回:解析力学(その1):ニュートン力学と解析力学
第14回:解析力学(その2):ラグランジュ形式の基礎
第15回:解析力学(その3):ラグランジュの方法による運動方程式の導出
(c)進め方
上記の内容について、授業WebClass(コース名「2025 力学-杉-月1」)で配布する講義資料を用いて説明したあと、演習問題を解いてもらう。必要に応じて宿題を課すことがある。WebClassにより、原則として対面授業を実施する。コロナウイルス感染状況などに応じてZoom授業に切り替える場合は、WebClassで告知をする。

各回でその回の内容を消化できるように、予習・復習を行うことが重要です。

(a)成績評価方法:毎回の演習・中間試験・期末試験の結果を、次のように総合評価する。
演習:20%、試験(中間+期末):80%
(b)評価基準(最適達成基準)
*多質点系の運動方程式の導出と求解ができる
*剛体の運動方程式と求解ができる

月曜日2-5限・火曜日3-5限、東4号館522号室

力学は重要な専門基礎科目です。

WebClass(コース名「2025 力学-杉-月1」)に必ず登録すること。