基礎物理学A(3)

授業目的
本講義では化学，生命科学，情報科学など全ての自然科学の基礎となる物理学の学習の第一歩として，古典力学を学ぶことで物理学的なものの考え方や数学的な方法論を身につけることを目的とする，まず物体の運動法則を解説し，それを落下運動，円運動，単振動などの日常的な現象に応用することを通じて，エネルギー，運動量，角運動量の保存則などの重要性を学ぶ．
到達目標
古典力学の学習・理解を通して，原理・法則を基に数理科学の手法を用いて物理現象を正しく理解できるようにすることを目標とする．
授業計画
第1回オンライン授業（オンデマンド型）
イントロダクション
講義の概要，目的，進め方などについて解説する．
第2回数学的準備（1）
力学の基礎となる事項と力学を理解するのに必要な数学の基礎（ベクトル，微分）について解説する．
第3回数学的準備（2）
力学の基礎となる事項と力学を理解するのに必要な数学の基礎（微分，積分）について解説する．
第4回運動学
物体の運動を記述するために必要な，位置・速度・加速度について解説する．
第5回等速円運動
代表的な運動である等速円運動の速度，加速度を具体例も含めて解説する．
第6回運動の法則
力学の基礎である，運動の3法則について解説する．
第7回物体の運動（1）
物理量の次元と単位について説明する．地球表面での重力による物体の自由落下について解説する．
第8回物体の運動（2）
自由落下の実験および無重力状態について解説する．
第9回物体の運動（3）
空気抵抗を受けた物体の運動について解説する．
第10回オンライン授業（オンデマンド型）
物体の運動（4）
速度の2乗に比例する空気抵抗を受けた物体の運動について解説する．
第11回エネルギー保存則（1）
仕事，運動エネルギー，位置エネルギー
力による仕事，さらに仕事と運動エネルギー位置エネルギーの関係について，さらに運動方程式からエネルギー保存則が導かれることを解説する．
第12回オンライン授業（オンデマンド型）
飛沫粒子の運動
インフルエンザやCOVID19の感染を引き起こす飛沫粒子の運動を解説する．
第13回エネルギー保存則（2）
エネルギー保存則，脱出速度
地球の重力からの脱出に必要な速度についてエネルギー保存則を用いて解説する．
第14回エネルギー保存則（3）
ブラックホールについて解説する．
第15回オンライン授業（オンデマンド型）
エネルギーと仕事率
エネルギーや仕事率の数値について様々な例で具体的に説明する．
第16回惑星の運動
ケプラーの3法則について解説する．
授業外学修講義後に以下のことを実施してください．
・講義ノート・録画を見て，講義の議論や計算の流れを確認する．
・講義中に「各自確認すること」と指示された細かな計算や議論を，自力で行う．
・講義中に課されたレポート課題に取り組む．
＊＊こちらの内容は2026年4月1日を基準としたものです．最新のシラバス情報，詳細は大学提供のシラバス情報照会ページで確認してください＊＊