力学

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(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)
伊東敏雄「なーるほど！の力学」(学術図書出版)
小出昭一郎「物理学」(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 01 回: 質点の振動運動 - 減衰振動と強制振動
第 02 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 03 回: 回転運動 - 中心力と角運動量の保存則
第 04 回: 中心力場の運動 - 惑星運動, ケプラーの3法則
第 05 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 06 回: 2 質点系の運動 - 重心運動と相対運動, 換算質量
第 07 回: 多質点系の力学 (1) - 重心運動と相対運動, 衝突問題
第 08 回: 多質点系の力学 (2) - 規準振動, 固有値と固有ベクトル
第 09 回: 多質点系の力学 (3) - 強制振動, 共振現象
第 10 回: 剛体の力学 (1) - 剛体のつりあい, トルク
第 11 回: 剛体の力学 (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 (3) - 剛体の並進・回転運動
第 13 回: 解析力学 (1) - ニュートン力学と解析力学
第 14 回: 解析力学 (2) - ラグランジュ形式の基礎
第 15 回: 解析力学 (3) - ラグランジュの方法による運動方程式の導出

授業では主に例題や演習問題について解説する. 予習・復習では教科書本文をよく読んでおくこと.

授業中に小テストを行い, その得点を基に成績を付ける. 中間/期末試験を行い, その結果をある割合で含める可能性もある.

Google Classroom 内の コメントやストリーム, メール (takuo.tsuda@uec.ac.jp) で質問を受け付けます. zoom/対面での質問を希望する場合は コメント/メール で zoom 希望/対面希望とお伝えいただければと思います.

なし

全ての資料等は受講学生限定です. 2 次配布 (SNS で共有・拡散, etc.) しないようにご注意下さい.