力学
| 科目分野 | 理工学部 |
|---|---|
| 選必区分 | 選択 |
| 担当教員 ［ローマ字表記］ |
久田 旭彦 [Akihiko Hisada] |
| 授業形態 | 講義 |
授業の目的
「基礎物理学・力学概論」で学んだ質点のニュートン力学を出発点として、質点系および剛体の力学を修得する。
授業概要
力学は、自然科学を学ぶうえでの基礎学問である。本講義では、ニュートン力学の基本的な３法則から物体のさまざまな運動がどのように理解されるのかを学ぶ。運動方程式をもとにエネルギー、運動量とその保存則について学んだのち、質点運動から質点系・剛体の運動へと展開していく。これらの学習により、力のモーメント、角運動量、慣性モーメントについての理解を深めるとともに、個々の事象について問題演習を通して力学理論を学び、その考え方を身につける。また、工学的な応用例についても紹介する。
到達目標
- 質点運動から質点系・剛体の運動へ、運動方程式を展開できる。
- 回転運動における角運動量と慣性モーメントを理解している。
- 剛体の重心、慣性モーメントの多重積分ができる。
- 並進運動と回転運動を組み合わせた運動を解くことができる。
授業計画
- 質点と運動方程式
- 運動量による表記
- 角運動量による表記
- 運動エネルギーによる表記
- 保存力と位置エネルギー
- 質点系と剛体
- 剛体の重心
- 剛体のつり合い
- 剛体の回転運動
- 慣性モーメント
- 重心位置と慣性モーメントの計算
- 並進運動と回転運動
- 剛体の運動
- 角運動量と回転エネルギー
- 総括授業
- 定期試験
教科書
物理学演習問題集／原康夫, 右近修治 共著,：学術図書出版社，2009, ISBN:9784780601701，300円 （授業で使用するので必ず購入して下さい。）
キーワード
運動方程式，質点系，剛体，力のモーメント，角運動量，角速度，慣性モーメント
