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科目の基本情報
| 開講年度 | 2024 年度 | |
|---|---|---|
| 開講区分 | 工学部機械工学科／総合工学科機械工学コース ・基礎教育 | |
| 受講対象学生 |
学部(学士課程) : 2年次 工学部総合工学科機械工学コース |
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| 選択・必修 | 必修 学科必修 |
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| 授業科目名 | 力学 | |
| りきがく | ||
| Mechanics | ||
| 単位数 | 2 単位 | |
| ナンバリングコード | EN-COMN-2
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| 開放科目 | 非開放科目 | |
| 開講学期 |
前期 |
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| 開講時間 |
水曜日 2, 3時限 |
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| 授業形態 |
対面授業 * 状況により変更される可能性があるので定期的に確認して下さい
「オンライン授業」・・・オンライン会議ツール等を利用して実施する同時双方向型の授業 |
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| 開講場所 | ||
| 担当教員 | 池浦良淳(工学研究科機械工学専攻) | |
| IKEURA, Ryojun | ||
| SDGsの目標 |
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| 連絡事項 | * 状況により変更される可能性があるので定期的に確認して下さい |
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学修の目的と方法
| 授業の概要 | 力学は機械工学を勉強するための重要な基礎知識の一つである。機械工学に必要な力学の概念を習得するために、高校物理の力学、大学で履修した「基礎物理学I」に続いて、力学では「質点系および剛体の力学」および｢解析力学の基礎｣について学習する。授業では数式が多く出てくるが、実際の現象との関係を例示することにより理解し易いように配慮する。 学習内容の理解を深めるために、既習の力学を含む力学全体についての演習の時間を設ける。例題や演習問題を解くことにより、自分の記憶だけでは対処できない問題についても、考えたり、調べたりしながら、出題された内容を十分理解したうえで解答を導く習慣が身につくことを目指す。 (Course description/outline) Mechanics is one of the important basic knowledge for studying mechanical engineering. In order to master the concepts of mechanics required for mechanical engineering, in mechanics of high school physics, "basic physics" taken at university and this class "mechanics", "mechanism of mass systems and rigid bodies" and learn the basics of "analytical mechanics". Although many mathematical formulas appear in the class, consideration will be given to ease understanding by exemplifying the relationship with actual phenomena. In order to deepen the understanding of the learning content, we provide time for exercises on the whole mechanics including the mechanics already learned. By solving examples and exercises, students aim to acquire a habit that leads to answering questions after fully understanding the content of the questions while thinking and examining problems that cannot be dealt with only by their own memory. |
|---|---|
| 学修の目的 | 剛体の運動を数学的に解析できるようになるために，剛体の運動方程式の意味，導出方法，解き方を理解できるようになることを目的とする． (Learning objectives) In order to be able to analyze the motion of a rigid body mathematically, the purpose is to understand the meaning, the derivation method, and the solving method of the equation of motion of the rigid body. |
| 学修の到達目標 | 本講義で到達できるレベルは、例えばFE試験のSTATICS分野のMoment of Inertia、Vector Forces、 Dynamics分野のForce, Mass & Acceleration、Momentum、Work＆Energyに関する問題が解ける程度のレベルである。 (Acheivements) The level that can be achieved in this lecture is, for example, a level that can solve problems related to Moment of Inertia, Vector Forces in the STATICS field of the FE examination, Force, Mass & Acceleration, Momentum, Work & Energy in the field of Dynamics. |
| ディプロマ・ポリシー |
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| 成績評価方法と基準 | 出席は必要条件であり，８割以上出席した者が成績評価の対象になる． 評価は，演習解答及び宿題レポート（40点），期末試験（60点）の総計100点で行い，総計点数／10を四捨五入して最終成績とし，最終成績６以上を合格とする．ただし，期末試験が60点未満の場合は，不合格とする． (Grading policies and criteria) Attendance is a necessary condition, and those who have attended 80% or more will be subject to grade evaluation.The evaluation will be based on a total of 100 points for the exercise answer, homework report (40 points), and the final examination (60 points). However, if the final exam is less than 60 points, it will be rejected. |
| 授業の方法 | 講義 演習 |
| 授業の特徴 | |
| 授業アンケート結果を受けての改善点 | 予習、復習の参考のために、このシラバスに毎回の授業の内容だけではなくその日の授業で必要な基礎知識を示している。さらに、学生が主体的に授業に参加できる方法を年度毎に改善を加えながら実施している。授業内容の理解を助けるために、復習的な項目については学生が主体的にノートをまとめる時間を取ると共にその時間に学生からの質問を受けている。 (Ideas for improving classes) For reference of preparation and review, this syllabus shows not only the content of each class but also the basic knowledge necessary for the class of the day. In addition, we are implementing a method for students to independently participate in classes while making improvements every year. In order to help students understand the content of the lesson, students take the time to independently write notes on review items and receive questions from students during that time. |
| 教科書 | 力学「新訂版」（サイエンス社） (Textbooks) Mechanics "New Edition" (Science) |
| 参考書 | DRILL for Mechanical Engineering Volume 1（三重大学工学部機械工学科編、三重大学出版会），力学（裳華房），力学の考え方（岩波書店），その他「力学」が書名に含まれている本全般 (Reference materials) DRILL for Mechanical Engineering Volume 1 (Department of Mechanical Engineering, Faculty of Engineering, Mie University, Mie University Press), Mechanics (Shokabo), Concepts of Mechanics (Iwanami Shoten), and other books with "Mechanics" in their titles |
| オフィスアワー | 前期後期とも水曜日５，６限（第２水曜日を除く）に，池浦教員室（工学部機械棟2315号室）で対応するが，なるべく電子メールにより連絡すること． (Office hour) We will respond to the 5th and 6th quarters (excluding the 2nd Wednesday) in the Room 2315, Machinery Building, Faculty of Engineering. |
| 受講要件 | 1年次後期までに開講している｢入門物理学演習｣、｢数学科目｣及び｢基礎物理学Ⅰ｣を履修済みであること (Prerequisites) Have completed "Introductory Physics Seminar", "Mathematics" and "Basic Mechanics I" that have been offered by the end of the first year |
| 予め履修が望ましい科目 | とくになし (Courses encouraged to take in advance) No restrictions |
| 発展科目 | この授業の基礎については各回の「必要な基礎知識」に示してある。この授業の発展・応用として「材料力学」、「機械力学」、「流体力学」、「工業熱力学」などのいわゆる｢力学科目｣があるが、機械工学の専門科目全般に関して基礎になっている授業でもある。 (Advanced courses) The basics of this lesson are shown in the "Necessary basic knowledge" of each lesson. As the development and application of this class, there are so-called “mechanics subjects” such as “material mechanics”, “mechanical mechanics”, “fluid mechanics”, and “industrial thermodynamics”. It is also a basic class for all subjects. |
| その他 |
授業計画
| MoodleのコースURL |
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| キーワード | 質点系、剛体、ダランベールの原理、ラグランジュの運動方程式 |
|---|---|
| Key Word(s) | System of particles, Rigid body, D'Alembert's principle, Lagrange equation of motion |
| 学修内容 | 第１回 質点系の運動方程式 第２回 運動量保存則 第３回 角運動量とその保存則 第４回 質点系のつりあい条件 第５回 ２体問題 第６回 剛体の静力学 第７回 固定軸のある剛体の運動 第８回 慣性モーメント 第９回 剛体の力学的エネルギ 第10回 剛体の平面運動 第11回 解析力学の概念、仮想仕事の原理 第12回 ダランベールの原理 第13回 ハミルトンの原理 第14回 ラグランジュの運動方程式 第15回 ハミルトンの正準運動方程式 第16回 定期試験 (Course contents) 1 Equation of motion for mass system 2 Momentum conservation law 3 Angular momentum and its conservation law 4 Balancing condition of mass system 5 Two body problem 6 Rigid body statics 7 Rigid body motion with fixed axis 8 Moment of inertia 9 Mechanical energy of rigid body 10 Planar motion of a rigid body 11 Concept of analytical mechanics, the principle of virtual work 12 Principle of d'Alambert 13 Hamilton's principle 14 Lagrangian equation of motion 15 Hamilton's canonical equation of motion 16 Regular Exam |
| 事前・事後学修の内容 | 必要な基礎知識（高校の物理および数学、大学で既習の数学、入門数学演習、入門物理学演習、力学Ⅰで学習した事柄）を以下に示す。予習・復習の参考にすること。 第１回 ベクトル演算，内力，外力，重心 第２回 角運動量 第３回 ベクトル積 第４回 力とモーメントのつりあい 第５回 ベクトル演算 第６回 力とモーメントのつりあい 第７回 慣性モーメント，角加速度 第８回 慣性モーメント 第９回 力学的エネルギ 第10回 運動方程式 第11回 仮想仕事の原理 第12回 ダランベールの原理 第13回 ハミルトンの原理 第14回 ラグランジュの運動方程式 第15回 ハミルトンの正準運動方程式 (Contents for pre and post studies) The basic knowledge required (high school physics and mathematics, mathematics previously learned at university, introductory mathematics exercises, introductory physics exercises, mechanics Ⅰ) is shown below. Use as a reference for preparation and review. 1 Vector operation, internal force, external force, center of gravity 2 Angular momentum 3 Vector product 4 Balance of force and moment 5 Vector operation 6 Balance of force and moment 7 Moment of inertia, angular acceleration 8 Moment of inertia 9 Mechanical energy 10 Equation of motion 11 Principle of virtual work 12 Principle of d'Alambert 13 Hamilton's principle 14 Lagrangian equation of motion 15 Hamilton's canonical equation of motion |
| 事前学修の時間:90分/回 事後学修の時間:150分/回 |