科目情報
Q1620800
力学II / Fundamental Mechanics 2

井上 芳幸
学修・教育到達目標(mDP)
学科 (課程コース) / 専攻 mDP 目標
機械制御システム学科 C-1 数学、自然科学に関する基礎を理解し、利用することができる。
授業の目的
力学Iでは一質点系の運動を扱ったが,力学IIでは,大きさをもつ物体や複数の物体からなる系の運動を理解することを目的とする。具体的には,重心,角運動量,慣性モーメント,慣性力といった重要な概念について理解を深め,多質点系および剛体の運動を方程式を用いて記述し,解析できるようになることを目指す。さらに,弾性体の力学の基礎を学ぶことを通して,変形を伴う物体の力学的振る舞いを理解する基礎を身につける。
授業の概要
力学IIは,一質点系の力学を学ぶ力学Iを基盤として,多質点系の運動,剛体の運動,および弾性体の力学へと学習を進める科目である。あわせて,回転運動を記述するための角運動量や力のモーメント,さらに遠心力やコリオリ力などの慣性力についても学ぶ。これらを通して,力学の考え方をより広がりをもつ物体系へ適用し,さまざまな運動の基本的性質を理解することを目指す。

授業は対面講義を主として実施するが,必要に応じてオンライン参加やオンデマンド教材を併用することがある。その際は事前に周知する。
達成目標
  1. 角運動量や力のモーメントの概念を理解し、具体的な問題に適用することができる。
  2. 内力と外力の違いを理解し、多体系の運動方程式および作用反作用の法則から,重心や回転の運動法則を導出することができる。
  3. 剛体の運動を運動方程式として記述し、解くことができる。
達成目標との対応・割合

授業内課題 中間試験 期末試験 合計
1. 10% 15% 10% 35%
2. 10% 10% 15% 35%
3. 10% 5% 15% 30%
合計 30% 30% 40% -
評価方法と基準
授業内課題30%、中間試験30%、期末試験40%により総合的に評価する。授業内課題は、各回の確認問題や演習課題等によって評価する。中間試験および期末試験は、授業で扱った基本事項の理解度と、それらを用いて力学の問題を適切に解く力を評価する。

総合点60%は、講義で扱う基本的内容を理解し、角運動量や力のモーメント、多質点系の運動、剛体の運動、慣性力および弾性体の力学に関する基本的な問題を解くことができる水準を目安とする。

なお、本講義は「学習サポート室」と連携しており、理解の状況によっては、単位取得にあたり「学習サポート室」での学習を必須とすることもある。詳細は初回授業で説明する。
授業で使用する言語
日本語
授業計画

授業計画 授業時間外課題(予習および復習を含む) 必要学習時間
1. - 力学Iの簡単な確認テスト実施
- 講義の進め方
- 力のモーメント
【予習】力学Iの内容,特に運動方程式とベクトルを復習しておく。教科書第6章6.1節に目を通す。 190分
【復習】授業内容を整理し,力のモーメントに関する基本問題を解く。
2. - 角運動量
- 質点の回転運動と運動法則
【予習】教科書第6章6.1節の該当箇所を読み,力のモーメントと角運動量の定義を確認する。 190分
【復習】力のモーメントと角運動量に関する基本問題を解く。
3. - 中心力
- 角運動量保存則
- ケプラーの法則
【予習】教科書第6章6.1節の中心力と角運動量保存則に関する内容を確認する。 190分
【復習】第1回から第3回の内容を整理し,角運動量保存則を用いる問題を解く。
4. - 質点系と剛体の重心
- 質点系の運動
- 重心運動の法則
【予習】教科書第7章7.1節および7.2節に目を通す。 190分
【復習】重心の定義と重心運動の法則を整理し,質点系の基本問題を解く。
5. - 質点系の運動つづき
- 内力と外力
- 質点系の角運動量
【予習】教科書第7章7.2節および7.3節に目を通す。 190分
【復習】内力と外力の違いを整理し,質点系の角運動量に関する基本問題を解く。
6. - 剛体の運動方程式
- 剛体のつり合い
- 剛体の基本的な扱い
【予習】教科書第8章8.1節に目を通す。 190分
【復習】剛体の運動方程式とつり合いの条件を整理し,基本問題を解く。
7. - 固定軸まわりの剛体の回転運動
- 慣性モーメント
- 剛体の回転運動の基礎
【予習】教科書第8章8.1節および8.2節に目を通す。 190分
【復習】第4回から第7回までの内容を整理し,中間試験に向けて復習する。
8. - 中間試験
- 試験問題の解説
【予習】第1〜7回の授業内容を復習する。 190分
【復習】中間試験で扱われた問題を解き直し,不十分であった内容を整理する。
9. - 固定軸まわりの剛体の回転運動つづき
- 慣性モーメントの計算
- 平行軸の定理
【予習】教科書第8章8.2節に目を通す。 190分
【復習】慣性モーメントと平行軸の定理に関する基本問題を解く。
10. - 剛体の平面運動
- 並進運動と回転運動の組合せ
- 剛体運動の応用
【予習】教科書第8章8.3節に目を通す。 190分
【復習】剛体の平面運動に関する基本問題を解く。
11. - 非慣性系
- 慣性力(見かけの力)
- 慣性系との違い
【予習】教科書第9章9.1節に目を通す。 190分
【復習】非慣性系と慣性力の基本概念を整理し,基本問題を解く。
12. - 遠心力
- コリオリの力
- 回転座標系における運動
【予習】教科書第9章9.2節に目を通す。 190分
【復習】遠心力およびコリオリの力に関する基本問題を解く。
13. - 応力
- 弾性定数
- 弾性体の力学の基礎
- 期末試験に向けた復習演習
【予習】教科書第10章10.1節および10.2節に目を通す。 190分
【復習】応力と弾性定数の基本事項を整理し,第9回から第13回までの内容を中心に期末試験に向けて復習する。
14. 期末試験と講評 【予習】第1〜13回の授業内容を復習する。 190分
【復習】期末試験で扱った内容を見直し,多質点系,剛体,慣性力,弾性体の力学の基本事項を整理する。
合計 - - 2660分
試験・課題等のフィードバック
フィードバック方法 「その他」の具体的内容
授業内でフィードバックを行います。 - 授業時間中の質問は対面の回は教室で、オンラインの回はteamsで行います。
- 授業外にこまめに teams でフィードバックを行いますので、teams に通知が来たら確認するようにしてください。
教科書・参考書
物理学基礎 第5版,原康夫著,学術図書出版,2,400円+税。第6章から第10章までが本講義の内容に対応する。その他の関連する参考資料・参考書は,講義中に適宜紹介する。
履修登録前の準備
「力学I(旧:一般力学I)」の内容(特に運動方程式)を理解していることが必要です。
単位取得済みの場合でも授業開始前に力学Iの内容を復習しておいてください。
また、数学の微分積分及びベクトルについての理解が必須なため、不安な場合はしっかり復習してください。
また、講義にはteamsを使用するので使えるようにしておいてください。
オフィスアワー、質問・相談の方法
  • 随時メールやフォームで随時受け付け。
地域志向
地域志向ではない科目
社会的・職業的自立力の育成
  • 知識活用力を育成する科目
  • 対課題基礎力を育成する科目
  • 社会的・職業的自立力を育成しない科目
アクティブ・ラーニング科目
能動的な学修への参加を取り入れた授業が1コマ分以上
実務経験のある教員による授業科目
実務経験 具体的内容
該当しない 該当しない
SDGs(持続可能な開発目標)関連項目
  • 4.質の高い教育をみんなに
  • 9.産業と技術革新の基盤をつくろう
最終更新 : Wed Apr 29 11:37:57 JST 2026