基礎物理学 A（建築 1）2015 年度シラバス注意 1) 各回の内容は予定で，少しずれる可能性があります。 2) ＊印の項目は参考事項です。理解度確認試験（定期試験）には出題しません。 URL：http://www.opt.phys.waseda.ac.jp/komatsu/PhysicsA/ e-mail：[email protected] 第１回 (10 April 2015) ・基礎物理学の目的，授業のすすめ方，講義予定，小演習，定期試験，成績評価・物理学の基礎理論の中での位置づけ・参考書・読物の紹介 ○運動学（運動の記述・表現）・直線運動位置，速度，加速度微分，積分；微分方程式，一般解，初期条件・空間運動３次元ユークリッド空間直交座標，右手系，極座標，円柱座標いろいろな運動の例等速円運動，サイクロイド運動，らせん運動高校数学の確認テスト第２回 (17 April 2015) ・一般のベクトルについて（ベクトル算法）絶対値，成分，方向余弦ベクトルの伸縮（スカラー倍）単位ベクトル基本ベクトル・ベクトルの和平行四辺形の方法，交換法則，結合法則成分による表現任意方向への正射影・ベクトルの差変位ベクトル・ベクトルの微分定義成分表示和の微分スカラー倍の微分・速度ベクトル，加速度ベクトル，軌道，曲率中心，曲率半径，接線成分，（主）法線成分・等速円運動・加速度の計算接線成分，法線成分，合成加速度第３回 (24 April 2015) ○質点の力学・質点の定義質量中心・ニュートンの運動の法則第１法則（慣性の法則）第２法則（力の定義，運動方程式）慣性系第３法則（作用反作用の法則）・力の独立の法則・一様重力場での落下運動速度に比例する抵抗がある場合第４回 (1 May 2015) ・単振動微分方程式の解法（解法１）（解法２）（エネルギー積分）・一様重力場で鉛直につるした力学的振動系（鉛直ばね振り子）・複素数と複素(数)平面実部と虚部，実軸と虚軸，絶対値，偏角複素共役，２つの複素数の積第５回 (15 May 2015) ・単振動（解法３）複素指数関数を用いる解法・オイラーの公式実指数関数のマクローリン級数展開，複素数への拡張，演算子法，線形結合・減衰振動減衰振動の周期，対数減衰率，初期条件，臨界制動 1 第６回 (22 May 2015) ・強制振動２階の非同次線形微分方程式，一般解，定常解，過渡解振幅と位相遅れの周波数特性，共振(共鳴) ・床上の防振台＊第７回 (29 May 2015) ・内積と外積定義（幾何学的定義）大きさ，方向，向き交換法則スカラー倍分配法則ゼロになる条件基本ベクトル間の積成分による表現行列式による表現微分・力のモーメント，運動量のモーメント（角運動量）・外積による表現ローレンツ力，ビオサバールの法則，回転にともなう速度・内積による表現力のする仕事，座標系の回転・いくつかの重要な関係ベクトル３重積，スカラー３重積第８回 (5 June 2015) ○力学的エネルギーとその保存則・仕事とエネルギー・保存力とポテンシャル一様重力，万有引力，ばねの弾性力・エネルギー積分の応用単振子，楕円積分，完全楕円積分，単振子の周期・ポテンシャル曲線と質点の可動範囲振動，第９回 (12 June 2015) 教場試験（中間テスト）と解説・第１回から第８回で学習した内容から出題する第１０回 (19 June 2015) ○質点系の力学・連続体と質点系・ニュートンの運動の第３法則（作用反作用の法則）・２つの質点からなる質点系（２質点系）・一般の質点系（Ｎ質点系）・質点系の運動量時間変化の割合運動量保存則・ロケットの運動・質量中心（重心）の運動第１１回 (26 June 2015) ・質点系の角運動量，時間変化の割合，質点系の角運動量保存則・軸対称な物体の角運動量ベクトル・質量中心（重心）のまわりの角運動量，時間変化第１２回 (3 July 2015) ・質点系のエネルギー運動エネルギー力学的エネルギーの保存・球の衝突弾性衝突非弾性衝突完全非弾性衝突はねかえり係数第１３回 (10 July 2015) ○剛体の力学・剛体の定義・剛体のつりあい自由度，重心に働く力つりあいの条件（平衡条件）・外力のする仕事・剛体の回転運動剛体上の任意の点のまわりの角速度ベクトル慣性モーメント，慣性乗積，慣性テンソル第１４回 (17 July 2015) まとめと補足 2 ・固定軸のまわりの剛体運動剛体振子（物理振子）・単振子の周期（第８回の補足）振幅が小さくない場合・円板の角運動量偶力のモーメント・２体問題惑星の運動，換算質量，面積速度一定の法則・一様な重力場で速さの２乗に比例する抵抗がはたらく場合（第３回の補足）運動方程式鉛直方向にのみ運動する場合の解・力学的振動系と電気的振動系とのアナロジー・質問に対する回答，学生授業アンケート（7/10 または 7/17）・基礎物理学 B（建築１）の簡単な紹介力学（剛体の回転運動〜力学的波動）と電磁気学を１対２の割合で学習第１５回（23 July 2015）理解度確認試験（期末テスト）と解説（15:00 開始，56-102）出題範囲は春学期全部の授業の内容。ただし，＊印の参考事項は除く。配付資料の演習問題もしっかり復習しておくこと。教科書基礎物理学 A（建築１）：とくに指定しない基礎物理学 B（建築１）：電磁気学の考え方（砂川重信，岩波書店）参考書 ◎「力学」 ○「力学の考え方」 △「力学」 ○「理工系の標準力学」原島鮮砂川重信原康夫大場一郎・中村純裳華房岩波書店東京教学社培風館ほか読み物「物理学とは何だろうか」（岩波新書）朝永振一郎「人物で語る物理入門」（岩波新書）米沢富美子 "The Character of Physical Law" （PENGUIN） Richard P. Feynman などホームページ： http://www.opt.phys.waseda.ac.jp/komatsu/PhysicsA/ 配布資料の最新版，演習とその解答例，授業 PPT の抜粋，定期試験の過去問，連絡事項などが掲載されます。必ず毎週確認してください。・メールでの質問は，Course N@vi または [email protected] まで。試験直前は回答が間に合わないかもしれません。成績評価：毎回出席することを前提条件として，主に理解度確認試験（期末テスト）と教場試験（中間テスト）の得点で評価します（出席簿のほか出席票提出が数回あり，その回の演習答案評価を平常点として加算します）。・期末試験後の追試やレポート提出はありません。・日頃から予習・復習を欠かさず，授業に毎回出席し，自分で考えながら演習問題を解いていれば，自ずと試験の得点も高くなるはずです。（2 単位の科目：学習時間 90 時間）・各回の授業内容は密接に関連しています。欠席してかまわない回はありません。やむをえず欠席した場合は，次回までに必ず自習を済ませておいてください。・他人の演習答案を写して提出するのは不正行為の一種です。理解を深めるための良い機会を自ら放棄していることにもなり，単位取得が困難になります。 3