2021年度 力学II (SE) のページ
対象学部・学科・学年
第1回目（FUプラスアップ授業）
イントロダクション
この講義を通じて伝えたいこと
- 「物理学」と「物理」の違いを知る
- 高校で学んだ「物理基礎」，「物理」にどのような印象を持っていますか？
- 無味乾燥な公式をたくさん覚える
- 覚えた公式を場面・状況の応じて組み合わせて問題を解く
- 物理と物理学は違う. 大学で学ぶのは物理学
- 物理学では覚えなければいけない公式は一つもない
- 高校で覚えた公式は基本的に導ける
- 前期に学んだ力学Iをさらに発展させます
- 力学や物理学の問題によく登場する微分方程式の解法とその力学への応用を学びます.
- 「外積」というベクトルの掛け算を学びます.
- 「外積」を物理学の問題に使います. 角運動量といった概念を導入したり, 惑星の運動の法則であるケプラーの法則を論じることができるようになります.
授業の進め方, 諸注意
- コメント
- 新型コロナウィルスの感染拡大を防止する, 自身の健康を維持するだけでなく, 勉学にもお互い頑張りましょう.
- 教科書
- シラバスでは「力学の考え方」（砂川重信 著, 岩波書店）が教科書として指定されています.
- 本授業では, 自作の講義ノートを配布します(昨年度使用したものは, ここにあります. 今年度分は現在改訂中です). それに沿って授業を進めていきます.
- 講義では「力学の考え方」の第4-6章あたりまでを扱います. 少々難しめの本ですが, 大学生になったのですから, 少々難しめの本を読むことにも挑戦してみましょう.
- 講義の進度に応じて「力学の考え方」の該当箇所を読むように指示しますが, どちらかというと半期の授業全体を受け終わった後に改めて頭の整理のためにこの本を読む, という位置づけを想定しています.
- 上記の「力学の考え方」は, 「物理の考え方」というシリーズの一冊で, 他に「電磁気学の考え方」という書籍があり, これは2年次後期に開講される「物理学III」の教科書に指定されています.
- 配布する講義ノートは印刷しておくことを勧めます. 講義ノートはPDFという形式で配布します. 大学内で情報基盤センターのプリンタシステムを使用して講義ノートをプリントアウトできます．
- どんな名講義を聞いても, 講義を聞いているだけでは真の理解には到達できません. 自分で成書を読み, 考え, 手を動かして計算する. さらに友人と議論をすることで理解が深まります. 上記の教科書や講義資料をそのように使ってください.
- 予習について
- 本ページに各回の授業の予定, 目標・目的を作成・公開します.
- 先ず, 授業の前にテキストの各章や各回の授業の目標・目的を理解しましょう.
- 次に, 授業の前に目標・目的に該当する講義ノートの節をよく読みましょう.
- 特に概念に関する説明は聞くだけでは理解できないと思います. 講義ノートを精読して概念を理解するように努めてください.
- 実際の授業では
- 数学的な話題, 計算を板書しながら解説します.
- ハイブリッド授業を実施する場合には, 授業を録画して, 後から視聴できるようにします.
- 肖像権, 著作権の問題がありますので, 各自で授業を録画, 公開することは絶対にしないでください.
- 復習について
- 講義ノートの章末にある演習問題を解いてみてください.
- わからない場合には, 講義ノートを振り返ってみましょう.
- 演習問題は模範解答を用意します. 模範解答をよく考えながら, 意味をかみしめながら写すことも勉強になります. 真似することは学ぶことの第一歩です.
- 模範解答を写すときは, 漫然と写す, ただ写すだけの作業にならないように注意してください.
- 演習問題の解答はA4サイズのレポート用紙に書きましょう.
- レポートの提出について
- 例年, 誤った友人の解答を写して提出する人が極めて多いです. 誤った解答が, なぜか流布される傾向にあります. デマが社会の中で拡散されやすことの縮図です. 誤った解答を写しても何の勉強にも自己研鑽にもなりません.
- 演習問題をレポートとして提出するときは, スマホなどで写真撮影して, それをPDF形式の1つのファイルの変換してFU_boxの所定の場所にアップロードしてください.
- 写真はJPEGと呼ばれる形式のファイルになっています. これをPDFに変換するには, 例えば ILOVEPFD というページに変換したいJPEGファイルをまとめてドラッグ・アンド・ドロップすると, 複数のJPEGファイルをPDF形式の一つのファイルに変換してくれます.
- 変換されたファイルは, 半角文字で「学籍番号.pdf」という名前で保存してください. 例えば, se301234という学籍番号の学生の場合は, se301234.pdfというファイル名にしてください.
- ファイルをアップロードするフォルダは, その都度指示します.
- 評価
- 宿題（30%）, 学期末試験（70%)で成績評価をします.
- これまでの学生の反応
- 昨年度の授業終了時に実施した授業評価アンケートにおける, 履修生の「この授業を通じて学んだこと」という質問に対する回答.（ここをクリック）
- 質問のある方は
- 遠慮なく岩山までメールで連絡をください. (メールアドレスは講義ノートに掲載しています.)
第2回目（9月21日）
更新2021.09.16:
予習
- 講義ノートの第1章1.3節までを読んで, 本講義の概要を理解しましょう.
- 講義ノートの第1章1.9節 i) の演習問題を解いてみましょう.
授業
- 物理学で頻繁に現れる微分方程式の例や, 微分方程式に関する用語の解説を行いました.(1.2節まで.)
- 本日の講義の動画は ここ にあります.
第3回目（9月28日）
更新:2021.09.23
予習
- 講義ノートの第1章1.3節を読んで, 1階の微分方程式の解法を理解しましょう.
- 講義ノートの第1章1.9節 i) の演習問題を解いてみましょう.
授業
- 1階の微分方程式の代表的解法である変数分離法を学びました.
- 講義ノートの第1章1.9節の演習問題の解法のヒントを解説しました.
- 本日の講義の動画は ここ にあります.
復習
- 第1章の演習問題1.9節i)--iv)の演習問題を解き, レポートとして提出しなさい.
- 締め切りは, 10月3日（日）です.
- 第1章の演習問題1.9節i)--iv)の提出場所はこちらです.
- スマートフォンから宿題を提出する方法を上の「レポートの提出について」で説明しています. 参考にしてください.
- スマートフォンからPCにファイルを転送し, PCでアップロードすることもできます.
第4回目（10月5日）
更新:2021.10.02
予習
- 講義ノートの第1章1.4節を読んで, 線形, 重ね合わせといった言葉の意味を理解しましょう.
- 力学Iの第7章, 演習問題1を改めて解いてみましょう.
授業
- 1.4～1.5節, 定数係数の2階線形微分方程式の解法を学びました.
- 本日の講義の動画は ここ にあります.
復習
- 第1章の演習問題1.10節i)--iii)の演習問題を解き, レポートとして提出しなさい.
- 締め切りは, 10月10日（日）です.
- 第1章の演習問題1.10節i)--iii)の提出場所はこちらです.
第5回目（10月12日）
更新:2021.10.12
予習
- 講義ノートの第1章1.5節を読んで, 定数係数2階線形微分方程式の「推定法」と呼ばれる解き方を理解しましょう.
授業
- 1.6--1.7節, 定数係数の2階線形微分方程式の解法(特性方程式が重根をもつ場合, 「推定法」と係数変化法を組み合わせる）と非斉次微分方程式について学びました.
- 本日の講義の動画は, サーバーの不調により録画に失敗しました. 授業の資料を参考にしてください.
復習
- 第1章の演習問題1.10節iv), v)の演習問題を解き, レポートとして提出しなさい.
- 締め切りは, 10月17日（日）です.
- 第1章の演習問題1.10節iv), v)の提出場所はこちらです.
第6回目（10月19日）
更新:2021.10.19
予習
- 講義ノートの第1章1.7節を読んで, 定数係数2階線形微分方程式（非斉次型）の一般解の求め方を理解しましょう.
授業
- 一様な重力場中で, 速度に比例する抵抗を受けながら落下する物体の運動を考察しました.
- 本日の講義の動画は, ここです．(音声の調子が悪く, 映像だけになります.)
復習
- 第1章の演習問題1.11節の演習問題を解き, レポートとして提出しなさい.
- 締め切りは, 10月24日（日）です.
- 第1章の演習問題1.11節の提出場所はこちらです.
第7回目（10月26日）
更新:2021.10.23
予習
- 講義ノートの第2章2.1節を読んで, ベクトルの外積を理解しましょう.
授業
- 前回の宿題の解説，特に，エネルギーに関する議論を詳しく解説しました.
- ベクトルの外積について学びました.
- 本日の講義の動画は, ここです．
復習
- 第2章の演習問題2.3.1節の演習問題を解き, レポートとして提出しなさい.
- 締め切りは, 10月31日（日）です.
- 第2章の演習問題2.3.1節の提出場所はこちらです.
第8回目（11月2日）
更新:2021.11.2
予習
- 講義ノートの第2章2.1節を読んで, ベクトルの外積を復習しましょう.
授業
- 勾配演算子とベクトルとの外積, 回転, について解説しました.
- 本日の講義の動画は, ここです．
復習
- 第2章の演習問題2.3.2節の演習問題を解き, レポートとして提出しなさい.
- 締め切りは, 11月7日（日）です.
- 第2章の演習問題2.3.2節の提出場所はこちらです.
第9回目（11月9日）
更新:2021.11.3
予習
- 講義ノートの第2章2.1節を読んで, ベクトルの外積を復習しましょう.
授業
- 外積の力学への応用を解説しました.
- 本日の講義の動画は, ここです．
復習
- 第3章の演習問題3.3節の演習問題を解き, レポートとして提出しなさい.
- 締め切りは, 11月14日（日）です.
- 第3章の演習問題3.3節の提出場所はこちらです.
第10回目（11月16日）
更新:2021.11.15
予習
- 講義ノートの第5章5.1節を読んで, 本講義の内容を理解しましょう.
授業
- 慣性座標系と非慣性座標系を導入しました. またガリレイ変換のもとで運動方程式は不変であることを解説しました.
- 本日の講義の動画は, ここです．
復習
- 「力学の考え方」p.8からの2.2節「ガリレイの相対性原理」を読みましょう.
第11回目（11月30日）
更新:2021.11.29
予習
- 講義ノートの第5章5.2節を読んで, 本講義の内容を理解しましょう.
授業
- 慣性座標系のz軸を回転軸として, 一定の角速度で回転する座標系から眺めた運動を扱いました.
- 慣性座標系におけるベクトルの微分と回転座標系におけるベクトルの微分の間の関係式を導出しました.
- 本日の講義の動画は, ここです．(初めの30分は，マイクをオンにし忘れて音が入っていません．)
復習
- 5.3節の演習問題を次回までに解いておきましょう.
第12回目（12月7日）
更新:2021.12.4
予習
- 講義ノートの第5章5.2節を読んで, 本講義の内容を理解しましょう.
授業
- 慣性座標系のz軸を回転軸として, 一定の角速度で回転する座標系から眺めた運動を扱いました.
- 回転座標系においては, 物体に働いている真の力のほかに, 座標系の回転に伴う見かけの力, コリオリの力と遠心力, が働くことを示しました.
- 本日の講義の動画は, これとこれです．（Webexの調子が悪く，ファイルが2分割されてしまいました.）
復習
- 5.3節の演習問題を次回までに解いておきましょう.
第13回目（12月14日）
更新:2021.12.14
予習
- 講義ノートの第5章5.3節の演習問題を解いておきましょう.
授業
- 5.3節の演習問題を解説しました.
- 本日の講義の動画は, これです．
復習
- 5.3節の演習問題を解いて, ここに提出しなさい. 期限は12月20日です.
第14回目（12月21日）
更新:2021.12.21
- FURIKAへの回答
- 1.11節の別解の解説
- 外積, 角運動量に関する基礎知識に関する演習問題
- 宿題：講義ノート，教科書，講義のビデオを使ってこれまでの授業を復習して, 演習問題を解きなさい.
第15回目（1月11日）
更新:2021.12.25
復習（春休みの宿題）
- この授業では, 教科書「力学の考え方」を参照することなく授業を進めてきました. 夏休みに, 講義ノートをもう一度みなすとともに, 「力学の考え方」も読んでみましょう. 概ね第5 - 6章が力学IIの講義内容に対応します. (授業では教科書よりも詳しく取り扱った話題, 省略した話題があります.)
岩山のHPへ