基礎物理学第一

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物理学は, 自然界で起こる現象を基本的な法則から統一的に理解しようとする科学である. 物理学概論では物理学の代表的な4つの分野, 「力学」, 「波動」, 「熱」, 「電磁気」について, 基本的な概念とその代表的な現象を, 数学的な記述を用いて理解し, また表現することを学ぶ. 物理学概論第一では「力学」と「振動と波動」の2分野を対象とする.

「力学」では運動の3法則を理解し, 特に運動方程式を出発点として物体(質点)の運動を求めることができること, また仕事や力学的エネルギー(運動エネルギーと位置エネルギー)を物体の運動と関係づけて説明できること目標とする. また「波動」では波動の数学的な記述と波動の運動を支配する波動方程式を理解することを目標とする.

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教科書:「物理学基礎」原康夫著(学術図書出版社)
「物理学演習」(培風館)

「力学」および「振動と波動」の基本的な概念とその代表的な現象を, 数学的な記述を用いて理解し, また表現することを学ぶ. 「力学」においては, 質点の力学を取り上げ, (1) 運動の法則, (2) 簡単な運動, (3) 仕事とエネルギー, (4) 力学的ポテンシャルを題材とする. 「波動」においては, (1) 波動の干渉, (2) 波動の反射・屈折, (3) 波動方程式を題材とする.

(a) 授業内容
第1回:「力学」入門(ガイダンス)
第2回:質点と運動の表し方;座標, 位置, 速度, 加速度.
第3回:運動の法則;第一法則, 第二法則, 第三法則
第4回:力と運動I;自由落下と空気抵抗のある物体の落下運動
第5回:力と運動IIその1;単振動
第6回:力と運動IIその2;単振動と振り子
第7回:仕事と運動エネルギー
第8回:保存力とポテンシャルエネルギー
第9回:エネルギー保存則
第10回:力学のまとめ, 中間試験
第11回:波の表し方
第12回:波動方程式;弦の振動
第13回:波動の性質I;反射・透過
第14回:波動の性質II;定常波(定在波)
第15回:波動のまとめ

(b) 授業の進め方
毎回の講義は, WebClassによる基礎事項の予習・確認を前提として行うので, 毎週各自WebClassにアクセスして自習しておくこと. アクセス状況は適宜チェックする.

WebClassに基礎物理学第一のコースが開講されています。WebClass内の問題で予習・復習すること。

(a) 評価方法:中間試験・期末試験および演習・宿題の結果を, 次のように総合評価する.
中間試験 50%
期末試験 50%

(b) 評価基準:上記成績評価の6割相当を持って合格最低基準とする.

第1回目の講義時間に決める.

世界をモデルと数式を使って理解することを楽しんでください。

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