授業科目名 年度 学期 開講曜日・時限 学部・研究科 全担当教員 単位数
33871:物理学1(MA) 2023 春セメスター 木3 生命科学部 木村 健二 2

キャンパス

BKC

授業施設

コラーニングⅠ　１０２号教室

授業で利用する言語

日本語

授業の概要と方法

物理学の中で最も基礎的な学問である力学に関して主に学習する。特に、運動の基本法則に基づいて、自然現象がどの様に理解されるかを中心に学ぶ。また、物理学の基本的な考え方、論理展開の方法、物理法則が微分積分学によって記述されることを理解する。
さらに、波の表現と波の重ね合わせにより生じる諸現象についても学ぶ。
本科目の授業実施形態：対面

受講生の到達目標

（１）力学の基本的な概念を理解している。
（２）力学における基本法則を方程式で表すことができ、その意味を説明できる。
（３）基本法則を応用し、力学現象を方程式で表すことが出来る。
（４）自然現象を表した方程式を解き、その結果を説明できる。

事前に履修しておくことが望まれる科目

・高校で学んだ数学（特にベクトル、微分、積分）を復習しておくことが望ましい。

授業スケジュール

授業回数/
担当教員（複数担当の場合） 		テーマ
キーワード・文献・補足事項等
1

力学と天文学

古代ギリシャにおける天文学、プトレマイオスとコペルニクス、天動説と地動説、暦の歴史

2

運動の表現‐1 （数学の準備）

座標系、スカラーとベクトル、ベクトルの掛け算、微分と積分、物体の位置・速度・加速度、近似式とTaylor 展開

3

運動の表現‐2（ニュートン力学）

ケプラーの惑星運行の法則、落体の運動、ニュートンの万有引力仮説と運動の３法則、第1法則（慣性の法則）の意味、運動の第２法則と微分方程式

4

運動の表現‐3

ニュートンの運動方程式の解き方、種々の力と仕事・エネルギー、運動エネルギーと重力の位置エネルギー

5

円運動

等速円運動、遠心力と向心力、無重力状態とは？、2次元極座標、振り子の運動

6

保存則

力学的エネルギー保存則、保存力場、運動量保存則とニュートンの第３法則、角運動量保存則とケプラーの第2法則、対称性と保存則：Noether の定理

7

２体問題

重心運動と相対運動、2体問題の1体問題への還元、換算質量

8

Kepler問題

重心系におけるエネルギー保存則と角運動量保存則、遠心力ポテンシャル、惑星の軌道、ケプラーの第３法則

9

回転運動

トルクと角動量、剛体の角運動量と慣性モーメント、猫の宙返り、独楽の運動と歳差運動

10

弾性体と振動－1

弾性体と塑性体、復元力と調和振動、微分方程式の一般解と特殊解、減衰振動

11

弾性体と振動－2 （強制振動と共鳴、パラメトリック共鳴）

減衰のない強制振動、減衰のある強制振動、パラメトリック共鳴（ブランコの運動）

12

波動‐1

縦波と横波、平面波、定常波、スペクトル分解

13

波動‐2

波の変調、帯域幅と不確定関係、衛星放送とTV局

14

波動‐3

波の干渉、回折効果、ブラッグ反射、波動性と粒子性

15

波動‐4

波動方程式、波動のエネルギー 、最小作用の原理・変分原理と屈折の法則

授業実施形態

BCP停止の場合は、BCPレベル0～2の記載どおりに授業が行われます。
During the suspension period of BCP, classes will be as described in BCP levels 0-2.

BCP レベル 1 および 2 の場合、対面授業を 15 回実施する。ただし、BCP レベル 1～2 であっても感染状況の悪化や不測の事態を考慮して、BCP レベル 3 以上の授業実施形態で対応をする場合もありうる。詳細は、manaba+R にて連絡する。

BCP レベル 3 以上となった場合には、オンデマンド型授業を実施する。詳細は manaba+R にて連絡する。

授業外学習の指示

講義日前日までに講義資料をmanaba+R で公開しますので、ダウンロードして目を通しておいてください。
毎回の講義で、簡単な課題を指示しますので自分で解いてみてください。
理解を深めるためには、復習は重要です。
講義に関して分からないことがあれば、できるだけ講義中に直接質問してください。また、Manaba+Rの掲示板にスレッドを開設しますので、質問を投稿すれば回答する様にします。
授業中の質問や掲示板への投稿ができない場合は、メールで問い合わせてください。メール・アドレス：kimura.kenji.62x@st.kyoto-u.ac.jp　

成績評価方法

種別 割合(%) 評価基準等
定期試験（筆記） 0

レポート試験
（統一締切日を締切とするレポート）		 0

上記以外の試験・レポート、平常点評価
（日常的な授業における取組状況の評価）		 100

授業期間内に3～4回程度レポート課題を与えて成績を評価する。
授業中になされた質問およびmanaba+Rの掲⽰板（スレッド）に投稿された講義に関する質問は、内容によって平常点として加点します。ただし、単に加点のみを⽬的とする質問には加点しません。
また、対面授業中に行う質疑応答に答えた場合も答えの内容によって平常点として加点します。
なお、出席状況を平常点に加えることもあります。
【BCPレベルが３～４になった場合】
BCPレベルが３～４になった場合においても成績評価方法は変更しない。

成績評価方法(備考)

授業期間内に課されたレポートと、平常点によって成績評価を行う。
レポートの課題および提出方法については、その都度指示します。
授業期間内に課されたレポートと、平常点によって成績評価を行う。
レポートは本来は自分一人で調べながら取り組むことが好ましいが、他の学生と議論しながら取り組んでも問題はないものとする。ただし、その際にはコロナウィルスに罹患しないようインターネットを経由するなど十分気を付けて行ってください。
当然のことながら、他人のレポートを複写したものを提出してはならないし、複写させてもならない。不自然に同じ内容のレポートを見つけた場合には当人に連絡を行う場合がある。レポートの複写が判明した両者については、原則的に立命館大学の処罰規定に従って対処する。

【BCPレベルが３～４になった場合】
BCPレベルが３～４になった場合においても成績評価方法は変更しない。

受講および研究に関するアドバイス

・力学の基礎から授業を進めるので、高校で物理を学んでこなかった人も授業の対象とします。
・この講義に必要な数学はできる限り講義中に説明するようにしますが、高校の数学を復習しておくことを勧めます。
・論理的に考えるとはどういう事かを理解して身につけるように努力してください。

教科書

教科書(使用頻度、その他補足)

教科書は特に指定しない。以下の参考書を参考にして自分に合う教科書を見つけてほしい。

参考書

書名 著者 出版社 ISBNコード 備考
基礎物理学 原康夫 学術図書出版 9784780610420 手際よくまとめられた物理学の通論書。
力学 原康夫 東京教学社 9784808220662 上記の通論書の力学のみを扱っている。
力学 戸田盛和 岩波書店 9784000298612 力学の鉄人によって書かれた名著

参考書(使用頻度、その他補足)

参考になるwwwページ

授業内外における学生・教員間のコミュニケーションの方法

manaba+R

備考

授業期間中に開催される「物理駆け込み寺」で先輩や他の教員に質問することも大いに奨励する。
※「物理駆け込み寺」は「物理や数学のなんでも相談所」
開催場所や開催時間等の詳細はホームページや学内掲示等を参照されたし。
「物理駆け込み寺」のホームページ：
http://www.ritsumei.ac.jp/~kht23151/kakekomi/index.htm
【科目ナンバリング・カリキュラムマップはこちらから/Click here to see the Curriculum-Map and Course-Numbering】
URL:https://secure.ritsumei.ac.jp/students/pathways-future/course/curriculum.html/