後期 木曜日 ３講時 川北キャンパスＢ１０４. 単位数/Credit(s): 2. 担当教員(所属)/Instructor (Position): 須藤 彰三 所属：高度教養教育・学生支援機構. 対象学部/Object: 理（化生）. 開講期/Term: ２セメスター. 科目群/Categories: 全学教育科目学術基礎科目-基礎物理学. 履修年度: 2024. 科目ナンバリング/Course Numbering: ZDP-PHY102J. 使用言語/Language Used in Course: 日本語.
各学部の履修内規または学生便覧を参照。
連続体の力学と波動
Introductory Continuum Mechanics and Wave Motion
1セメスターの物理学Aでは、質量ｍの質点の運動を中心に学習した。その学習成果を踏まえて、物理学Ｂでは，波の運動を中心に学習し自然現象の理解を深める。波の伝わる媒質として，連続体の力学として扱われる弾性体や流体の基本的性質も学習する。デモンストレーションを多く用い、感覚的にも理解できるようにする。
In 1-semester physics A, we focused on the motion of point mass m. Based on the learning results, in Physics B, we will study mainly the motion of waves and deepen our understanding of natural phenomena. You will also learn the basic properties of elastic bodies and fluids, which are treated as the dynamics of the continuum as a medium through which waves travel.
・波動について、基本的な原理や法則を理解し、波としての自然現象を理解できる。
・波動、弾性体の変形、流体の運動の理解と解析に必要な数学的基礎を身につける。
・典型的な現象を例にして、学んだ方法を用いて、結果を図やグラフ等で表現する力を身につける。
・ Understand the basic principles and rules of waves and understand natural phenomena.
・ To learn the mathematical foundations necessary for understanding and analyzing wave motion, deformation of elastic bodies, and fluid motion.
・ To learn the ability to express the results in figures and graphs using the methods learned by taking typical phenomena.
利用する学習支援システム： Google Classroom
第01回 物理学の全体像、基本法則、物理学Ｂで学ぶこと
第02回 数学的基礎（テイラー展開と微分方程式）
第03回 波を表現するもの：波動方程式
第04回 進行波による表現：ダランベールの方法
第05回 波の伝わり方、固定端と自由端での反射
第06回 正弦波と波のエネルギー
第07回 2次元の波、3次元の波
第08回 定常波による表現：フーリエの方法
第09回 中間まとめ
第10回 弾性体の応力とひずみ（ヤング率、剛性率、ポアッソン比）
第11回 弾性体の変形、弾性波
第12回 流体の運動（質量保存則、運動量保存則、エネルギー保存則）
第13回 表面張力、ベルヌーイの定理
第14回 いろいろな波（水面の波，音波，地震波，津波など）
第15回 まとめ
1st Overview of Physics, Basic Laws, Learning in Physics B
2nd Mathematical Basics (Taylor Expansion and Differential Equations)
3rd Wave Equation of strings
4th Propagating Wave: Dallumbert's Solution
5th How to propagate waves, reflection at fixed and free ends
6th Standing wave I: Fourier series
7th Standing Wave Expression II: Fourier series (Continued)
8th Energy of waves
9th Mid-term summary
10th Elastic body stress and strain (Young's modulus, rigidity, Poisson ratio)
11th Elastic body deformation, elastic wave
12th fluid motion (mass conservation law, momentum conservation law, energy conservation law)
13th surface tension, Bernoulli's theorem
14th Various waves (water surface waves, sound waves, seismic waves, tsunamis, etc.)
15th summary
中間テスト・期末テスト(80%)、小テスト及び出席(20%)により評価する。
Midterm and Final examination (80%), Ten minutes test and attendance (20%).
授業でやった計算を自分で確かめて，計算結果から図に描けるようにしてください。
Check the calculations in class for yourself so that you can draw figures from the calculation results.
不要
物理学Aを受講していることが望ましい。
必要な場合は、高等学校の物理の教科書の内容も交えて講義します。
It is desirable to take Physics A in advance before this course.
In addition, if necessary, lectures will be given with the contents of high school physics textbooks.