2023年度/1GGB019204 (公大)

【水1】基礎物理学演習 /必:工<電物>, 選:工<電子>2N <後期>

様々な自然現象や工学的現象をより深く理解するには，ベクトルや微積分などの数学的記述・解析が不可欠である．この授業では，力学，電磁気，波動などの分野においてイメージしやすい現象を題材に挙げながら，問題演習と解説を通じて典型的かつ基本的な数理物理的手法について学習する．基本事項に習熟し，実践的応用力を養うために授業外での問題演習も行なう．今後の工学部専門基礎・専門科目などの学習の下地を作るという位置づけのもと，内容をよく理解し，具体的なイメージと合わせて基本的な手法について習熟する

担当教員氏名

吉岡 礼治

科目ナンバリング

XXXPHY1M019-J2 (公大)

授業管轄部署

国際基幹教育機構（学部）

授業形態

演習

開講キャンパス

中百舌鳥

開講区分

週間授業

配当年次

1年 (公大)

注意: 配当年次は学部・学科によって異なる場合があるので、UNIPAで確認してください。

単位数

2単位 (公大)

注意: 実際の単位数は学部・学科によって異なる場合があるので、必ずUNIPAで確認してください。

到達目標

電磁気学をはじめとする工学の専門科目を学ぶための基礎として、数理物理的記述の基本事項に習熟し、具体的問題への応用ができるようになることを目標とする。具体的には、以下の能力を身につけることを達成目標とする。 1. 微積分を用いた質点運動の記述法に習熟すること。 2. 変数分離型方程式や定係数線形微分方程式を解くことができ、空気抵抗のある場合の質点の運動や振動について定量的に解析できること。 3. 多変数関数の勾配とその線積分を理解し，ポテンシャルが扱えること。 4．ベクトル場のベクトル場の勾配や回転などの概念を理解し、電磁場をはじめとする物理現象と関連付けて理解できること． 5. ベクトル解析におけるさまざまな公式を導出し、物理現象と結び付けてイメージできること。

各授業回の説明

授業	授業内容	事前・事後の学習内容
第1回	物理現象と微積分を用いた記述，速度・加速度	問題演習など
第2回	質点運動の記述とベクトル，ベクトルの微分，および円運動	問題演習など
第3回	近似法と一変数関数のテイラー展開，および２変数関数のテイラー展開	問題演習など
第4回	振動現象と複素数，オイラーの公式	問題演習など
第5回	空気抵抗のある落下運動と変数分離型微分方程式	問題演習など
第6回	振動現象と実定係数線形微分方程式（１） 同次方程式の一般解と特性方程式による解法	問題演習など
第7回	振動現象と実定係数線形微分方程式（２） 強制振動および非同次方程式の解法	問題演習など
第8回	中間試験、解説
第9回	ポテンシャルと多変数関数の微積分（１）保存力とポテンシャル，電磁場と静電ポテンシャル，およびベクトルの勾配	問題演習など
第10回	ポテンシャルと多変数関数の微積分（２） 仕事と線積分，および全微分形	問題演習など
第11回	ベクトル場とベクトルの発散，およびガウスの定理	問題演習など
第12回	静電場に対する応用	問題演習など
第13回	ベクトル外積とその性質	問題演習など
第14回	ベクトルの回転とストークスの定理	問題演習など
第15回	ベクトル解析における様々な公式とその導出	問題演習など
第16回	定期試験

成績評価方法

授業目標(達成目標)の1～6の達成度で成績評価を行う。合格となるためには、 1～6のすべての項目に関する基本的な問題が解けることが必要である。 授業で行う演習、レポート課題、小テスト、中間試験、定期試験などを総合して判断する。 授業で行う演習、レポート課題、小テスト のよる点数４０％、中間試験と定期試験６０％により評価する。

履修上の注意

特になし

教科書

なし

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参考文献

適宜紹介する

オフィスアワー

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