力学基礎2 物1年
041-A-122

担 当 者 単 位 数 配当年次 学 期 曜 日 時 限
井田 大輔 教授 2 1 第2学期 2

授業概要

力学基礎1に続いて, ニュートン力学の基本事項を習得する。中心力の場, 剛体の問題といったニュートン力学の典型的な応用例を通して, 自然現象へのアプローチの方法を学ぶ。また解析力学へ向けて現代的な視点からニュートン力学を展望する。

到達目標

運動方程式が厳密に解ける系を習得すること。
ベクトル解析をはじめとする幾何学的手法を習得すること。

授業計画

1 運動学, 座標系, Newton 力学の体系
2 Kepler 問題 1: Keplerの法則, 運動方程式
3 Kepler 問題 2: 第2, 第1法則の導出
4 Kepler 問題 3: 楕円軌道, 第3法則の導出
5 Newton 重力: Poisson 方程式
6 ベクトル解析 1: ベクトル場, 函数の勾配
7 ベクトル解析 2: ベクトルの内積, 外積, 成分表示
8 ベクトル解析 3: ベクトル場の微分, Laplacian
9 ベクトル解析 4: 面積分, 体積積分, Stokesの定理
10 剛体 1: 剛体の運動学, Euler 角
11 剛体 2: 剛体の静力学
12 剛体 3: 剛体の動力学, 慣性モーメントテンソル
13 剛体 4: Eulerの運動方程式
14 解析力学へむけて
15 理解度の確認

授業方法

黒板を用いた通常の講義形式をとる。

準備学習

講義の復習をしておくこと。

成績評価の方法

第2学期(学年末試験):90%
平常点(クラス参加、グループ作業の成果等):10%
筆記試験の成績により, 講義内容の理解度を評価する。

参考文献

井田大輔『ベクトル解析と微分形式』、東洋書店