2025年度 基礎物理学I(SE)のページ
対象学部・学科・クラス・学年
はじめに
この講義を通じて伝えたいこと
- 高等学校の理科の選択科目のよらず，「物理学」を全員はじめから学ぶ.
- 力学を通じて, 物理学の入り口を学ぶ
- 「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
- 高校で覚えた物理の公式は基本的に導ける
授業の進め方, 諸注意
- 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(2023年度に使用したものは, 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5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「基礎物理学II」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強く勧めます. 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． ここのページのオンデマンドプリンタの利用に操作方法に関する動画があります.
- 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Web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. 講義ノートや教科書などを何度も精読して概念を理解するように努めてください.
- 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. 講義ノートを振り返っても演習問題が解けない場合には, 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でも勉強になります. 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.
- 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1回目（FUプラスアップ授業）
- この講義を通じて伝えたいこと
- 高等学校の理科の選択科目のよらず，「物理学」を全員はじめから学ぶ.
- 力学を通じて, 物理学の入り口を学ぶ
- 「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
- 高校で覚えた物理の公式は基本的に導ける
- 成績評価, 注意事項
- 授業部分
- Eulerの公式の紹介
- Eulerの公式を使った，三角関数のさまざまな公式の導出の解説
- 演習問題3題
第2回目（4月16日）
更新:2025.04.16
授業
- 高校の「物理」とこれから学ぶ「物理学」の違い, 基本法則・基礎方程式, 数学的表記のことなどについて話をしました.
復習
- 講義ノートの第1章とあわせて, 「力学の考え方」の読者へのメッセージ（ページ番号v～vii）, まえがき（ページ番号ix）や第1章1.1節（ページ番号2）も読んでみましょう.
宿題
- スタートアップ動画の課題部分(基礎物理学I_FUプラスアップ_課題部分_Eulerの公式.mp4)を視聴して, 演習問題を解きましょう.
- 演習問題の解答はA4レポート用紙に書いて, この表紙をつけて, 次回の授業時に提出してください.
- 本日の動画はこちらにあります.
第3回目（4月23日）
更新:2025.04.23
予習
- 講義ノートの第2, 3章を読んで, 本講義の概要を理解しましょう.
授業
- 配布資料の第2章に従って, 質点, 座標系について説明しました.
- 配布資料の第3章に従って, 2.2節の途中，ベクトルとベクトルの引き算まで説明しました.
復習
- 講義ノートや動画を活用して本日の講義を振り返りましょう.
第4回目（4月30日）
更新:2025.04.25
予習
- 講義ノートの第3,4章を読んで, 本講義の概要を理解しましょう.
授業
- 単位ベクトル, ベクトルの分解, 位置ベクトルについて説明しました.
- 第4章の入り, 微分の記号の説明を行いました.
- 微分の定義の意味, 微分は引き算と割り算である, はExcelを使った演習（実験）で確かめました.（4月29日の地球圏科学序論＆序論演習I参照）
復習
- 本日の動画や講義ノートなどを活用して, 本日の講義を振り返りましょう.
- 第3章の演習問題を解いてみましょう.
宿題
- 第3章の演習問題をA4レポート用紙に解答し, この表紙をつけて提出してください.
第5回目（5月7日）
更新:2025.05.05
授業
- スカラー関数の微分の定義から, ベクトルの微分を導入しました.
- 位置ベクトル, 速度, 加速度を導入しました.
復習
- 本日の動画や講義ノートなどを活用して, 本日の講義を振り返りましょう.
第6回目（5月14日）
更新:2025.05.10
復習
- 第4章の演習問題を解きましょう.
- 本日の授業の動画を利用して，授業を振り返りましょう.
宿題
- 第4章の演習問題をA4レポート用紙に解答し, この表紙をつけてください.
第7回目（5月21日）
更新:2025.05.20
予習
- 講義ノートの第6章を読んで, 本講義の概要を理解しましょう.
授業
- 一様な重力場中を運動する物体, 自由落下問題, について考察を行いました.
復習
- 本日の動画や講義ノートを参考に, 本日の授業を振り返りましょう.
第8回目（5月28日）
更新:2025.05.28
予告
- 前回は，重力のみが作用する場合の質点の運動, 自由落下運動, を考察しました. 今回は, 雨滴の落下を想定して, 速度の比例する抵抗と重力とが働く下での質点の運動を考察します.
授業
- 速度に比例する抵抗力が働く場合の物体の落下を扱いました.
復習
- 授業の動画, 補足資料(1), (2)を利用して，自由落下問題, 終端速度の問題を理解しましょう.
第9回目（6月4日）
更新:2025.06.01
予習
- 講義ノートの第7章7.5節までを読んで, 本講義の概要を理解しましょう.
授業
- バネ定数kの線形バネにつながれた物体の運動を考察するために, 運動方程式を導出しました．
復習
- 授業の動画を利用して，本日の授業を復習しましょう.
第10回目（6月11日）
更新:2025.06.10
予習
- 講義ノートの第7章7.5節以降を読んで, 本講義の概要を理解しましょう.
授業
- バネ定数kの線形バネにつながれた物体の運動の運動方程式を解くために, 運動方程式の性質, 線形, 非線形を議論しました.
- さらに, 推定法を使って, 運動方程式の一般解を得ました.
復習
- 本日の授業の動画や講義ノートを参照して, 本日の講義の内容を振り返りましょう.
第7章演習問題第1,2問を解きましょう.
宿題
- 第7章演習問題第1,2問を解いて, 6月18日までに解答を提出してください. その際に, この表紙をつけてください.
第11回目（6月18日）
更新:2025.06.18
予習
- 講義ノートの第8章8.3節までを読んで, 本講義の概要を理解しましょう.
授業
- 前回の授業で得た運動の運動方程式の一般解に含まれる任意定数を, 初期条件を使って決定しました.
復習
- 本日の授業の動画や講義ノートを参照して, 本日の講義の内容を振り返りましょう.
- 第7章演習問題第3問を解きましょう.
宿題
- 第7章演習問題第3問を解いて, 6月25日までに解答を提出してください. その際に, この表紙をつけてください.
第12回目（6月25日）
更新:2025.06.25
予習
- 講義ノートの第8章8.3節まで読んで, 本講義の概要を理解しましょう.
授業
- 振り子の運動について考察しました. 運動方程式をたて, 2次元極座標系の成分に分解してみました. 2次元極座標系では単位ベクトルが時間に依存するため, その効果を考慮する必要があります.
第13回目（7月2日）
更新:2025.06.30
予習
- 講義ノートの第8章8.4節以降を読んで, 本講義の概要を理解しましょう.
授業
- 振り子の運動方程式は, 非線形微分方程式であることを確かめました.
- Taylor展開について話をしました.
復習
- 本日の動画 や講義ノートを参照して，本日の講義を振り返りましょう.
- 第8章演習問題を解きましょう.
宿題
- 宿題はありません.
- 宿題が溜まっている人は提出しましょう.
第14回目（7月9日）
更新:2025.07.08
予習
- 講義ノートの第9,10章を読んで, 本講義の内容について理解しましょう.
復習
- 本日の動画 や講義ノートを参照して，本日の講義を振り返りましょう.
- 試験の傾向と対策をよく読んで解いてみましょう.
宿題
- 宿題はありません. 提出の遅れている宿題を早く出しましょう.
第15回目（7月16日）
更新:2025.07.16
予習
- 試験の傾向と対策を中心に, 試験の準備をしましょう.
授業
- 仕事を導入しました.
- 運動方程式を線積分することにより, 物体に仕事をすると運動エネルギーが変化することを示しました.
- その他, 授業全般に関する質問を受け付ける回にしました.
- FURIKAを実施しました.
復習
- 試験の準備をしましょう.
- 本日の動画 や講義ノートを参照して，本日の講義を振り返りましょう.
宿題
- 今回はありません. 遅れている宿題は早めに提出しましょう.
復習（夏休みの宿題）
- 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1 - 5章が力学I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.)
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