2025年度/1GGB019201

【水3】基礎物理学演習 /選:工<航・海・機・応化・化工・マ>1N <前期>

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

堀田 武彦

科目ナンバリング

XXXPHY1M019-J2 (公大) / FLPHY2934-J2 (府大)

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) / 2年 (府大)

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) / 2単位 (府大)

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. ベクトル場の発散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様々な公式を導出し、物理現象と結び付けてイメージできること。 6. 波動方程式の基本的な取り扱いができること。

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	ベクトルのスカラー積とベクトル積	問題演習など
第2回	ベクトルを用いた質点運動の記述	問題演習など
第3回	運動の法則	問題演習など
第4回	テイラー展開と近似法	問題演習など
第5回	変数分離型微分方程式と空気抵抗のある落下運動	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） 振動現象と複素数	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） 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8回	振動現象と実定係数線形微分方程式（３） 強制振動および非同次方程式の解法	問題演習など
第9回	ベクトル場の発散とガウスの定理	問題演習など
第10回	ベクトル場の回転とストークスの定理	問題演習など
第11回	仕事と線積分，および全微分形式	問題演習など
第12回	保存力とポテンシャルおよび電場と静電ポテンシャル	問題演習など
第13回	ベクトル解析における様々な公式とその応用	問題演習など
第14回	波動方程式	問題演習など
第15回	単色波の重ね合わせによる波の記述と解析	問題演習など
第16回	定期試験	問題演習など

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。C(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。 成績を評価する手段として、レポートと定期試験を用いる。 成績評価に占める割合は、レポート40%、定期試験60%である。

履修上の注意

授業時間だけでは、演習内容をよく理解し授業目標を達成することは困難です。授業時間外の学習では演習問題の予習・復習を積極的に行い、理解度を深めるよう心がけて下さい。

教科書

プリントを配布する。

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参考文献

小出昭一郎「物理学」裳華房

オフィスアワー

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