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教員名 : 物理教員
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授業コード
53Q2P5
オムニバス
科目名
工学基礎物理
科目名(英語)
Basic Physics in Engineering
配当学年
1年
単位数
2.00単位
年度学期
2025年度秋学期
曜日時限
火曜2限、金曜2限
対象学科
先_ロボ,先_データ
コース
科目区分
共通教育科目
必選の別
選択科目
担当者
物理教員
教室
実務家教員担当授業
授業の目的と進め方
この授業では、全ての工学系学生が入学時に修得している事が望ましいとされる、物理全般の基礎を幅広く理解する事を目的とする。「運動」「力と運動」「仕事とエネルギー」「連続体の力学」「波動」「熱と温度」「電荷と電流」の各項目における初等的な計算法を身につける事を通じ、重要な物理概念の理解を定着させる。毎回の授業でワークシートを中心に学修を進め、奇数回の授業では小テストを、第14回の授業では総合理解度チェックを実施することで定着度を確認する。
達成目標1
「運動」「力と仕事」「仕事とエネルギー」「連続体の力学」「波動」「熱と温度」「電荷と電流」における各基本公式を理解し、簡単な計算や問題を解くことができる。【40%】
達成目標2
「運動」「力と仕事」「仕事とエネルギー」「連続体の力学」「波動」「熱と温度」「電荷と電流」における各現象の背景にある物理概念を説明することができる。【40%】
達成目標3
身近な物理現象を、物理学の基本的概念を使って説明することができる。 【20%】
達成目標4
達成目標5
達成目標6
達成目標7
アクティブラーニング
ディスカッション
ディベート
グループワーク
プレゼンテーション
実習
フィールドワーク
その他課題解決型学習
授業計画
授業時間外課題(予習および復習を含む)
第1回
はじめに:物理量と単位
小テストにより今回の内容の理解度をチェックする。 授業前に、テキスト第0章、p.4 - 6を読み、「物理量」「国際単位系」「大きな量と小さな量の表し方」について確認しておくこと(1時間)。授業後は、ワークシートおよび小テストの内容を振り返り、物理量や単位に関する理解を深めておくこと(1時間)。
第2回
運動①:速さ、位置と速度
授業前に、テキスト第1章、p. 9 - 13を読み、「速さ」「直線運動をする物体の位置と速度(前半)」について確認しておくこと(1時間)。授業後は、第3回授業で実施する小テストに向け、ワークシートの内容を振り返り、重要公式を用いた計算ができるようにしておくこと(1時間)。
第3回
運動②:直線運動の変位と速度
小テストにより、第1回・第2回の内容の理解度をチェックする。 授業前に、テキスト第1章、p.14 - 18を読み、「直線運動をする物体の位置と速度(後半)」「直線運動をする物体の速度と変位」について確認しておくこと(1時間)。授業後は、ワークシートおよび小テストの内容を振り返り、直線運動に関する理解を深めておくこと(1時間)。
第4回
運動③:等加速度直線運動
授業前に、テキスト第1章、p. 19 - 25を読み、「直線運動をする物体の加速度」「等加速度直線運動」について確認しておくこと(1時間)。授業後は、第5回授業で実施する小テストに向け、ワークシートの内容を振り返り、重要公式を用いた計算ができるようにしておくこと(1時間)。
第5回
力と運動①:ニュートンの運動の法則
小テストにより、第3回・第4回の内容の理解度をチェックする。 授業前に、テキスト第2章、p.35 - 37、p.39 - 40を読み、「ニュートンの運動の法則」「直線運動での運動の法則」について確認しておくこと(1時間)。授業後は、ワークシートおよび小テストの内容を振り返り、運動の法則に関する理解を深めておくこと(1時間)。
第6回
力と運動③:力の合成、運動方程式の立て方
授業前に、テキスト第2章、p.43 - 46を読み、「力の合成」「運動方程式の解き方の例」について確認しておくこと(1時間)。授業後は、第7回授業で実施する小テストに向け、ワークシートの内容を振り返り、重要公式を用いた計算ができるようにしておくこと(1時間)。
第7回
力と運動②:地球の重力、色々な力
小テストにより、第5回・第6回の内容の理解度をチェックする。 授業前に、テキスト第2章、p.40 - 43、p.48 - 50、p.82 を読み、「地球の重力」「摩擦力」「弾力とフックの法則」について確認しておくこと(1時間)。授業後は、ワークシートおよび小テストの内容を振り返り、色々な力に関する理解を深めておくこと(1時間)。
第8回
連続体の力学:圧力
授業前に、テキスト第5章、p.95 - 101 を読み、「圧力」について確認しておくこと(1時間)。授業後は、第9回授業で実施する小テストに向け、ワークシートの内容を振り返り、重要公式を用いた計算ができるようにしておくこと(1時間)。
第9回
仕事とエネルギー①:力と仕事、仕事率
小テストにより、第7回・第8回の内容の理解度をチェックする。 授業前に、テキスト第3章、p.59 - 61 を読み、「力と仕事」「仕事率(パワー)」について確認しておくこと(1時間)。授業後は、ワークシートおよび小テストの内容を振り返り、仕事や仕事率に関する理解を深めておくこと(1時間)。
第10回
仕事とエネルギー②:運動エネルギー、重力ポテンシャルエネルギー、力学的エネルギー保存則
授業前に、テキスト第3章、p.62 - 66、p.86を読み、「仕事とエネルギーの関係」「重力のする仕事と重力ポテンシャルエネルギー」「力学的エネルギー保存則」「弾性ポテンシャルエネルギー」について確認しておくこと(1時間)。授業後は、第11回授業で実施する小テストに向け、ワークシートの内容を振り返り、重要公式を用いた計算ができるようにしておくこと(1時間)。
第11回
波動:波の性質
小テストにより、第9回・第10回の内容の理解度をチェックする。 授業前に、テキスト第6章、p.115 - 123を読み、「波の性質1」「波の性質2」について確認しておくこと(1時間)。授業後は、ワークシートおよび小テストの内容を振り返り、波の性質に関する理解を深めておくこと(1時間)。
第12回
熱と温度:理想気体の状態方程式
授業前に、テキスト第7章、p.137 - 141、p.144 - 145 を読み、「熱と温度」「理想気体の状態方程式」について確認しておくこと(1時間)。授業後は、第13回授業で実施する小テストに向け、ワークシートの内容を振り返り、重要公式を用いた計算ができるようにしておくこと(1時間)。
第13回
電荷と電流①:オームの法則、キルヒホッフの法則
小テストにより、第11回・第12回の内容の理解度をチェックする。 授業前に、テキスト第8章、p.177 - 182を読み、「オームの法則」「キルヒホッフの法則」「電源の仕事率と電流の仕事率」について確認しておくこと(1時間)。授業後は、第14回授業で実施される総合理解度チェックテストに向け、全14回授業内容の総復習をすること(2時間)。
第14回
電荷と電流②:電位、回路と起電力
総合理解度チェックにより、全14回の授業で学んだ全ての内容の理解度を確認する。 授業前に、テキスト第8章、p.161 - 162、p.169 - 171、p.175 - 176を読み、「電流」「電位」「回路と起電力」について確認しておくこと(1時間)。授業後は、ワークシートの内容を振り返り、電気回路に関する理解を深めておくこと(1時間)。
課題等に対するフィードバック
小テストの実施後は各受講者に小テストの結果が通知されるので、その通知内容に従って必ず復習をすること。
評価方法と基準
奇数回の授業で実施する計7回の小テスト、および第14回の授業で実施する総合理解度チェックの結果を総合的に集計し、100点満点中60点以上を合格とする。
テキスト
原康夫『第3版 物理学入門 新装版 Web動画付』学術図書出版社(2024年)[ISBN: 978-4-7806-1041-3]
参考図書
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科目の位置づけ(学習・教育目標との対応)
工学の専門分野を学ぶ上で、物理学の基本的概念を身につけていることは不可欠である。「工学基礎物理」は、その基礎力を修得する機会を得られなかった者を対象とする科目である。物理学の基本となる現象を広い分野から取り上げ、重要公式を用いた計算法を身につけることで基礎力を養い、上位科目である「物理Ⅰ」の導入に繋げる。
履修登録前の準備
入学時プレースメントテストで、指定された場合のみ履修可能である。入学以前に物理学を学んでいる場合は、知識を整理しておくこと。
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