力学演習

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到達目標及びテーマ:力学は科学・工学の根幹をなす学問体系のひとつであり、自然科学を基礎とする様々な工学を学ぶ上で最初に習得が必要な科目のひとつである。力学的な現象に関する概念や原理・法則を系統的に理解し、力学的な世界観を把握することを目標とする。物理学概論I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を修得する。

物理学概論第一

微分積分学第一、線形代数学第一

テキスト:力学(I)、力学(II)(高木隆司著:裳華房)
参考書・参考資料等:力学(バーガー・オルソン著:培風館)など講義中に話題に応じて紹介する。

その進め方
/Course outline and weekly schedule
1. 質点の運動方程式:ベクトルによる運動の記述
2. 質点の振動運動:減衰振動と強制振動
3. 仕事とエネルギー:保存力と力学的エネルギーの保存則
4. 回転運動:中心力と角運動量の保存則
5. 中心力場の運動:惑星運動、ケプラーの3法則
6. 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)
7. 2質点系の運動:重心運動と相対運動、換算質量
8. 多質点系の力学(その1):重心運動と相対運動、衝突問題
9. 多質点系の力学(その2):規準振動、固有値と固有ベクトル
10. 多質点系の力学(その3):強制振動、共振現象
11. 剛体の力学(その1):剛体のつりあい、トルク
12. 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
13. 剛体の力学(その3):剛体の並進・回転運動
14. 剛体の力学(その4):慣性テンソル、オイラーのコマ、テニスラケットの定理
15. 剛体の力学(その5):ラグランジュのコマ、カオス
毎週、講義で行った内容を演習の時間に問題を解き、その理解を深める。

演習問題の予習を必ず行うこと。

演習レポートの評価で成績を付ける。(講義の定期試験の結果を考慮する場合がある。)
以下の到達レベルをもって合格の最低基準とする。 質点、質点系、剛体の力学について意味を理解し、運動方程式を立て問題に適用できること。

特に設けない。

力学はIII類専門科目の基礎になる科目であるので、考え方、具体的な計算などをしっかり身につけて下さい。
なお, 力学演習は, 力学の講義とセットで進度を合わせて行います。そのため, 10/1(水)は休講とし, 10/6(月)の講義第1回にあわせて, 10/8(水)からスタートします。
それ以降も, 力学講義と歩調を合わせるために日程を調整していきます(予定):

再履修者のクラスについては,
昨年度の1年生(24から始まる学籍番号の学生)のみ以下のクラス指定をします。
それ以外の再履修者は, 適宜クラスを選んでください。

昨年度第4クラス → 今年度第1クラス(島田担当)
昨年度第1クラス → 今年度第2クラス(酒井先生担当)
昨年度第2クラス → 今年度第3クラス(中川先生担当)
昨年度第3クラス → 今年度第4クラス(千葉先生・守先生担当)