授業計画 | テーマ | 内容 | 学習課題 |
第1回目 | ベクトルの性質 | ベクトルの和、スカラー倍、座標成分 | ベクトルについて､初めから説明するので予備知識は必要としない。 |
第2回目 | | スカラー積、ベクトル積 | 座標成分を用いる表し方と､座標系によらない表し方を調べる。 |
第3回目 | 物体の運動 | 直線上の運動、空間運動（位置､速度､加速度） | 微分や積分の計算には教科書の巻末の数学公式を利用する。 |
第4回目 | | 色々な座標系（位置､速度､加速度） | それぞれの座標系に特有な変数で位置を表し､その変数の時刻による導関数での速度､加速度の表し方を調べる。 |
第5回目 | 運動の法則 | 第１法則、第２法則、運動方程式、運動量と力積 | 運動方程式を微分方程式としてとらえる。 |
第6回目 | | 落体の運動、等加速度直線運動 | 加速度（定数）を時刻で積分し､速度､位置を求める。その際に､初期条件が必要になることを調べる。 |
第7回目 | 中間試験 | | ここまでの範囲の習得度を確認する。 |
第8回目 | 色々な運動 | 放物体の運動、ばね振り子 | 物体の運動の種類に応じて座標系を選び､運動方程式を書く必要がある。 |
第9回目 | | 単振り子､速度に比例する抵抗力が働く物体の運動 | おもりの円軌道の接線方向と法線方向の運動方程式を書けるようにする。 |
第10回目 | 仕事とエネルギー | 力のする仕事 | ベクトルのスカラー積を使う必要がある。 |
第11回目 | 力学的エネルギー保存則 | 運動エネルギーの変化 | 力による加速を物体の運動エネルギーの増加ととらえる事を調べる。 |
第12回目 | | 力の場、ポテンシャル（位置）エネルギー | 力の場の力からポテンシャルエネルギーを求めること､逆に､ポテンシャルエネルギーから力を求めることの両方ができるようにする。 |
第13回目 | | 保存力場における物体の運動 | 力学的エネルギー保存則を書くことによって､物体の運動を求めることができることを調べる。 |
第14回目 | 相対運動（運動する観測者から見た物体の運動） | 並進座標系 | 運動する観測者からみると、物体には見かけの力（慣性力）が働くように見えることを調べる。 |
第15回目 | | 回転座標系 | 遠心力とコリオリの力の２つの慣性力が働くことを調べる。 |