機械力学１｜シラバス情報

授業コード

520945

オムニバス

科目名

機械力学１

科目名（英語）

Mechanical Dynamics 1

配当学年

2年

単位数

2単位

年度学期

2025年度秋学期

曜日時限

木曜1限

対象学科

基_機械

コース

科目区分

専門科目

必選の別

必修科目

担当者

増本　憲泰

教室

3-226

実務家教員担当授業

授業の目的と進め方

機械部品や機械部品の集合体は剛体とみなせる場合が多々あるため、機械を設計する際には剛体の力学について十分に理解しておく必要がある。剛体の力学は静力学と動力学に分けることができ、「機械力学1」では1年次に履修した数学・物理の内容を利用して剛体の静力学と動力学に関する基本的な考え方や定理を修得する。また、剛体の運動の一例として、１自由度線形振動系の基本特性を修得する。

達成目標１

静力学の基本公理を用いて、剛体に作用する二力の合成・分解について説明することができる。【15%】

達成目標２

力のモーメントを計算することができ、バリニオンの定理について説明することができる。【20%】

達成目標３

剛体の平衡条件について説明することができ、質点系や連続体の重心を計算することができる。【15%】

達成目標４

剛体の慣性モーメントの説明および計算をすることができる。【15%】

達成目標５

平面運動する剛体の運動方程式を導出することができる。【15%】

達成目標６

剛体の運動エネルギーと角運動量の計算ができる。【15%】

達成目標７

１自由度線形振動系の基本特性について説明することができる。【5%】

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

機械力学の概要（有効数字、単位、力と力学）

【予習】テキストP.1〜P.13に記載されている内容を読んだ上で授業に臨むこと(1時間)。
【復習】有効数字、単位、力の三要素について、次週までに復習しておくこと(1時間)。

第２回

静力学の基本公理と剛体に作用する二力の合成・分解

【予習】テキストP.13〜P.18、P.22〜P.27および『機械工学実験1』テキストP.1〜P.4に記載されている内容を読んだ上で授業に臨むこと(1時間)。
【復習】剛体に作用する複数の力の合成に関する復習課題に取り組み、次週までに解いておくこと(1時間)。

第３回

力のモーメントとバリニオンの定理

【予習】テキストP.18〜P.22に記載されている内容を読んだ上で授業に臨むこと(1時間)。
【復習】剛体に作用する力のモーメントとバリニオンの定理に関する復習課題に取り組み、次週までに解いておくこと(1時間)。

第４回

偶力と等価な作用

【予習】テキストP.27〜P.29および参考図書(2)P.17〜P.19に記載されている内容を読んだ上で授業に臨むこと(1時間)。
【復習】偶力と等価な作用に関する復習課題に取り組み、次週までに解いておくこと(1時間)。

第５回

支点反力と剛体のつりあい

【予習】テキストP.34〜P.47に記載されている内容を読んだ上で授業に臨むこと(1時間)。
【復習】支点反力に関する復習課題に取り組み、次週までに解いておくこと(1時間)。

第６回

重心

【予習】テキストP.57〜P.73に記載されている内容を読んだ上で授業に臨むこと(1時間)。
【復習】重心の計算に関する復習課題に取り組み、次週までに解いておくこと(1時間)。

第７回

前半のまとめと理解度を確認するための総合演習

【予習】第1回から第6回までの授業内容を復習し、理解不足の内容があれば各回の復習課題やテキスト該当箇所の例題を解いて、内容を理解してから授業に臨むこと(1時間)。
【復習】理解度を確認するための総合演習の中で解けなかった内容があれば、各回の復習課題やテキストにおける該当箇所の例題を解き直すなどして理解に努めること(1時間)。

第８回

剛体の運動学とニュートンの運動の法則

【予習】テキストP.78〜P.96に記載されている内容を読んだ上で授業に臨むこと(1時間)。
【復習】剛体の運動学とニュートンの運動の法則に関する復習課題に取り組み、次週までに解いておくこと(1時間)。

第９回

剛体の動力学と慣性モーメント

【予習】テキストP.99〜P.112に記載されている内容を読んだ上で授業に臨むこと(1時間)。
【復習】剛体の動力学に関する復習課題に取り組み、次週までに解いておくこと(1時間)。

第10回

慣性モーメントに関する定理

【予習】テキストP.114〜P.122に記載されている内容を読んだ上で授業に臨むこと(1時間)。
【復習】慣性モーメントの計算に関する復習課題に取り組み、次週までに解いておくこと(1時間)。

第11回

剛体の平面運動

【予習】テキストP.122〜P.131に記載されている内容を読んだ上で授業に臨むこと(1時間)。
【復習】剛体の平面運動に関する復習課題に取り組み、次週までに解いておくこと(1時間)。

第12回

運動量と力積

【予習】テキストP.152〜P.168に記載されている内容を読んだ上で授業に臨むこと(1時間)。
【復習】角運動量、角運動量保存の法則などに関する復習課題に取り組み、次週までに解いておくこと(1時間)。

第13回

仕事とエネルギー

【予習】テキストP.170〜P.192に記載されている内容を読んだ上で授業に臨むこと(1時間)。
【復習】仕事とエネルギーに関する復習課題に取り組み、次週までに解いておくこと(1時間)。

第14回

振動の基礎

【予習】テキストP.194〜P.208に記載されている内容を読んだ上で授業に臨むこと(1時間)。
【復習】単振動および１自由度線形振動系に関する復習課題に取り組んで解いておくこと(1時間)。

課題等に対するフィードバック

復習課題を回収した後、ただちに模範解答を配布する。次回の授業で、復習課題の中の特徴的な見解や典型的な誤解について解説する。

評価方法と基準

理解度を確認するための総合演習（第７回に実施）の素点（100点満点）と期末試験の素点（100点満点）を加算し、相加平均が60点以上の者を合格とする。

テキスト

福田勝己・鈴木健司『工業力学の基礎』コロナ社（2016年）［ISBN978-4-339-04648-9］

参考図書

(1)堀野正俊『機械力学の基礎』オーム社（2019年）［ISBN978-4-274-22159-0］
(2)入江敏博『詳解工業業力学（第2版）』オーム社（2016年）［ISBN978-4-274-21955-9］
(3)門田和男・長谷川大和『絵ときでわかる機械力学』オーム社（2011年）［ISBN978-4-274-20115-8］
(4)山川宏『機械系の基礎力学』共立出版(2012年)[ISBN978-4-320-08189-5]
(5)日本機械学会『機械工学のための数学』丸善出版（2013年）［ISBN978-4-88898-233-7］

科目の位置づけ（学習・教育目標との対応）

機械工学科のディプロマポリシーに掲げられている”機械工学の幅広い専門知識を修得”するための力学科目として機械力学、材料力学、流体力学、熱力学が挙げられる。「機械力学1」はこれら4つの力学科目の基礎をなす最も重要な必須科目であり、この科目で学修する内容を理解することによって後に続く専門科目の内容が理解し易くなる。

履修登録前の準備

１年次に履修した数学関連科目、物理関連科目の内容をよく復習しておくこと。特に、数学では三角比、ベクトルの基本性質および微分・積分を、物理では力学と等速円運動を十分に理解しておくこと。