物理学Ａ

前期 金曜日 ２講時 川北キャンパスＢ１０２. 単位数/Credit(s): 2. 担当教員(所属)/Instructor (Position): 清水 格 所属：ニュートリノ科学研究センター. 対象学部/Object: 理（物2組）. 開講期/Term: １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-PHY101J. 使用言語/Language Used in Course: 日本語.

主要授業科目/Essential Subjects

各学部の履修内規または学生便覧を参照。

授業題目/Class Subject

力学 / Mechanics

授業の目的と概要/Object and Summary of Class

力学の基礎となる質点の運動を学習し、合わせて物理学的思考法の基礎を身につける。
This lecture explains the basic concept of classical mechanics, especially focuses on the motion of a point particle.

学修の到達目標/Goal of Study

ニュートンの運動方程式を用いて質点の運動を解析する能力を身につけると共に、その解の性質を調べる上で重要となる数学的手法(微分方程式、ベクトル解析など)を会得する。
The goals of this lecture are,
- to understand the basic concepts of the classical mechanics,
- to acquire knowledge and skill for solving representative examples of equation of motion analytically.

授業内容・方法と進度予定/Contents and Progress Schedule of the Class

本講義では、以下の内容について解説する予定である。
Lectures are given in the following schedules.
第1回~第6回 (Day 1 -- Day 6)
(1) ガイダンスおよび運動学(質点の運動，位置・速度・加速度) [Orientation]
(2) 運動の3法則 [Newton's law]
(3) 運動方程式の解法1(落体運動) [Equation of Motion 1, falling body]
(4) 運動方程式の解法2(単振動・強制振動・共鳴)
[Equation of Motion 2, simple harmonic motion, forced oscillations and resonance]
(5) エネルギーと仕事1(仕事・ポテンシャル・保存力)
[Energy and Work 1 (work, potential, conservative force)]
(6) エネルギーと仕事2(摩擦・束縛運動・一次元ポテンシャル中の運動)
[Energy and Work 2 (friction, constrained motion, motion in one dimension potential)]
第7回: 中間試験 (Day 7 : mid-term exam.)
第8回~第14回 (Day 8 -- Day 14)
(1) 極座標における運動方程式
[Equation of motion in the polar coordinate system]
(2) 角運動量・中心力
[Angular momentum, central-force]
(3) ケプラー問題 [Kepler problem]
(4) 万有引力1 [Newton's universal gravitation 1]
(5) 万有引力2 [Newton's universal gravitation 2]
(6) 応用問題 [Exercise]
第15回: 期末試験 (Day 15 : term-end examination)

成績評価方法/Evaluation Method

中間試験・期末試験をもとに評価する。
mid-term and term-end examinations

教科書および参考書/Textbook and References

• 物理学序論としての力学, 藤原邦男, 東京大学出版会 (1984) ISBN/ISSN: 4130620711
• 物理入門コース1 力学, 戸田盛和, 岩波書店 (1982) ISBN/ISSN: 4000076418

授業時間外学修/Preparation and Review

毎回1時間程度の予習・復習をすること。授業で理解できなかったことは担当教員・演習担当教員・周囲の学生などに質問し、わからないまま放置しないこと。
Preparation and review at least one hour for each lecture.
In case you have something unclear, ask questions to lectures, and discuss with classmates (friends) .

授業へのパソコン持ち込み【必要/不要】/Students must bring their own computers to class[Yes / No]

不要/NO

その他/In Addition

基礎物理数学及び力学演習Iを履修することを前提に授業を行なう。
It is assumed that the students are to take courses of "Basic Mathematics for Physics" and "Exercise of Mechanics I".