2022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・状況に応じてパズルのように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
- 高校で覚えた公式は基本的に導けるので, 物理学では覚えなければいけない公式は一つもない
- 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」というベクトルと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, 回転運動, 惑星の運動の法則であるケプラーの法則, 自転する地球の上で物体を観測した場合の物体の運動など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, 計算を黒板に板書しながら解説します.
- 漫然と授業を聞くのではなく, ノートをとりながら自分でも計算をなぞってみましょう.
- 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.)
- スタートアップ授業の課題
- 課題はこちらです
- 提出先はこちら, 提出期限は9月26日（月）PM11:59までです.
第2回目（9月20日）
更新2022.09.6:
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1.3.2節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, 1階の常微分方程式の変数分離解法の解説を行いました.(1.3節まで.)
- 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1.3.2節p.9, 問題2(iii)を解いてみましょう.
- 演習問題の提出場所はこちら, 提出期限は9月26日（月）PM 11：59までです.
- 1.3.2節の問題2の模範解答はこちらです.
- 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3回目（9月27日）
更新2022.09.22:
予習
- 講義ノートの第1章1.3.2節の問題1を自力で解いてみましょう.
- 講義ノートの第1章1.4, 1.5節を読んで, 本講義の概要を理解しましょう.
授業
- 1.3.2節の問題1を解いてみました.
- 言葉の定義と2階線形常微分方程式の解法を解説しました.
- 本日の講義の動画は ここ にあります.
復習
- 1.5.2節の問題を解いてみましょう.
- 演習問題の提出場所はこちら, 提出期限は10月3日（月）PM 11：59までです.
第4回目（10月4日）
更新2022.09.29:
予習
- 講義ノートの第1章1.6節を読んで, 本講義の概要を理解しましょう.
授業
- 1.6節：定数係数の2階線形微分方程式の解法（その２）, 特性方程式が重解を持つ場合を解説しました.
- 本日の講義の動画は ここ にあります.
復習
- 1.6.2節の問題を解いてみましょう.
- 演習問題の提出場所はこちら, 提出期限は10月10日（月）PM 11：59までです.
第5回目（10月11日）
更新2022.10.04:
予習
- 講義ノートの第1章1.7節を読んで, 本講義の概要を理解しましょう.
授業
- 非斉次型微分方程式の解法（1.7節）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
- 1.7.3節の問題を解いてみましょう.
- 演習問題の提出場所はこちら, 提出期限は10月17日（月）PM 11：59までです.
- 速度に比例する抵抗が働く場合の物体の落下運動に関する解説をここに置きました.
第6回目（10月18日）
更新2022.10.17:
予習
- 講義ノートの第2章2.1節を読んで, 本講義の概要を理解しましょう.
授業
- ベクトルとベクトルの掛け算の一種である外積を解説しました.
- 本日の講義の動画は ここ にあります.
復習
- 2.3.1節の問題を解いてみましょう.
- 演習問題の提出場所はこちら, 提出期限は10月24日（月）PM 11：59までです.
- 模範解答は, ここにあります.
第7回目（10月25日）
更新2022.10.26:
予習
- 講義ノートの第2章2.2節を読んで, 本講義の概要を理解しましょう.
授業
- 回転という演算を導入し, その力学的応用を解説しました.
- 本日の講義の動画は ここ にあります.
復習
- 2.3.2節の問題を解いてみましょう.
- 演習問題の提出場所はこちら, 提出期限は10月31日（月）PM 11：59までです.
- 模範解答は, ここにあります.
第8回目（11月1日）
更新2022.10.28:
予習
- 講義ノートの第2章2.2.4節を読んで, 本講義の概要を理解しましょう.
授業
- 回転という演算の物理的意味について解説しました.
- 本日の講義の動画は ここ にあります.
第9回目（11月8日）
更新2022.11.2:
予習
- 講義ノートの第3章3.1節を読んで, これまでの力学の講義の概要を理解しましょう.
授業
- 位置ベクトルと運動方程式との外積を計算することにより, 回転運動の記述に適した方程式を導きました.
- 角運動量, 力のモーメント（トルク）といった量を導入し, それらの間の関係式を示しました.
- 本日の講義の動画は ここ にあります.
復習
- 3.3節の問題を解いてみましょう.
- 演習問題の提出場所はこちら, 提出期限は11月7日（月）PM 11：59までです.
第10回目（11月15日）
更新2022.11.16:
予習
- 講義ノートの第3章3.3節の演習問題を解いてみましょう.
授業
- 3.3節の演習問題の解説をしました.
- 本日の講義の動画は ここ にあります.
復習
- 本日の授業を参考にして, 3.3節の問題を改めて解いてみましょう.
- 微修正の場合には, 前回の宿題を赤字で修正して提出してください.
- 大幅修正の場合には, 改めて書き直しましょう.
- 演習問題の提出場所はこちら, 提出期限は11月21日（月）PM 11：59までです.
第11回目（11月22日）
更新2022.11.20:
予習
- 講義ノートの第5章5.1節を読んで, 本講義の概要を理解しましょう.
授業
- 5.1節, 慣性系, 非慣性系の解説をしました.
- 本日の講義の動画は ここ にあります.
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12回目（11月29日）
更新2022.11.29:
予習
- 講義ノートの第5章5.2節を読んで, 本講義の概要を理解しましょう.
授業
- 5.2節, コリオリの力, 遠心力の解説をしました.
- 物体の速度と加速度を慣性系で眺めたときと, 一定の角速度で回転する座標系から眺めたときの関係について議論しました.
- 本日の講義の動画は ここ にあります.
第13回目（12月6日）
更新2022.12.06:
予習
- 講義ノートの第5章5.2節を読んで, 本講義の概要を理解しましょう.
授業
- 前回授業に引き続き, 5.2節, コリオリの力, 遠心力の解説をしました.
- 一定の角速度で回転する回転座標系から物体の運動を眺めたときの, 物体が従う運動方程式の導出をしました.
- 本日の講義の動画は ここ にあります.
復習
- 5.3節の演習問題を解きましょう.
- ヒントと略解をここに置きました.
- 演習問題の提出場所はこちら, 提出期限は12月12日（月）PM 11：59までです.
- 来週解説をします．先ずは，自分なりに考えてみましょう.
第14回目（12月13日）
更新2022.12.14:
授業
- 演習問題の5.3節の解説をしました.
- 本日の講義の動画は ここ にあります.
復習
- 5.3節の演習問題を再度解きましょう. 軽微な修正は赤字で修正して, 大幅な修正を伴う場合は改めて解きなおしましょう.
- 演習問題の提出場所はこちら, 提出期限は12月19日（月）PM 11：59までです.
第15回目（12月20日）
更新2022.12.17:
授業
- 力学I,IIで学んだことの総括と, 今後習う物理学との関係について解説をしました.
- 本日の講義の動画は ここ にあります.
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. 春休みに, 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