NBU日本文理大学

シラバス情報

注）公開用シラバス情報となります。在学生の方は、「UNIVERSAL PASSPORT」で詳細をご確認下さい。

科目名 航空特別演習１（Special Exercises in Aeronautics １）
担当教員名 大江　克利
配当学年 1 開講期 前期
必修・選択区分 選択
 単位数 1
履修上の注意または履修条件 Ｓクラスの特待生は、必ず履修してください。特待生でない学生も履修可能です。
説明の担当日に欠席すると授業が先へ進みませんので、必ず出席してください。
受講心得 必ず予習をすること。
教科書 鷹尾洋保著「力と数学のはなし」（日科技連）
参考文献及び指定図書
関連科目 力学要論
オフィスアワー
授業の目的 　航空宇宙工学の専門科目では、力学の知識が必要不可欠です。その力学を解く道具として微分方程式やベクトル解析などの数学が必要であり、お互いに緊密に関連し合っています。そこで、力学と数学を同時進行的に学びながら専門科目の基礎となる力学を習得することを目的とします。
授業の概要 　教科書「力と数学のはなし」の前半部分を、ゼミ形式で、授業を進めます。予習、復習及び小テストで、物理現象を数式に表す方法を修得させます。
授業計画 学習内容 学習課題(予習・復習)
○第１回　座標系とベクトル
　力学では主として物体の運動と力の関係を調べます。運動というのは、その物体の位置が時間の経過とともにどう変化するかを表したものです。そこで、直交座標系と極座標系を学びます。さらに、位置を表す便利な方法にベクトルがあります。単位ベクトルの使い方について学びます。
○第２回　質点に働く力の釣り合い
　静力学では物体は動きませんので物体に働く力の総和はゼロになり、このことを力の釣り合いといいます。力の釣り合いを考えるには、力のベクトルの総和がゼロになることを調べる必要があるため、ベクトルの和と差、合成の方法と質点に働く力の釣り合いについて学びます。
○第３回　剛体に働く力の釣り合い
　剛体に複数の力が働く場合は、力の大きさと方向の他に、力の作用する点も考慮しないと力が釣り合っていても剛体が回転してしまいます。力のモーメントや偶力のモーメントを学んだ後、節点法を使ってトラス構造の橋の部材にかかる力を例として学びます。
〇第４回　小テスト
　これまで実施した範囲の理解度を確かめる小テスト、解説を行います。
○第５回　運動の法則
　ニュートンの運動の３法則というものがあります。第１法則は「慣性の法則」、第２法則は「運動の法則」、第３法則は「作用反作用の法則」です。このうち第２法則について、微分を使い運動量の式から運動方程式を導出し、微分方程式について学びます。また、運動量保存の法則や力積についても学びます。
○第６回　物体の落下（１）
　高いところから物体に速度を与えずに落下させることを自由落下といいます。自由落下の微分方程式を解くには、変数分離形の微分方程式を解く必要があります。空気抵抗がない場合の例をとりあげ、変数分離形の微分方程式の解法を学びます。
〇第７回　物体の落下（２）
　空気抵抗のある場合の自由落下、斜面に沿った落下と摩擦を例に、変数分離形の微分方程式の解法を学びます。
〇第８回　小テスト
　これまで学んだ範囲の小テストの実施、解説を行い、理解度を確認します。
○第９回　放物体の運動（１）
　野球のボールなどを投げたときの放物体の距離や速度を微分方程式から導出し、空気抵抗がある場合とない場合を比較します。
〇第１０回　放物体の運動（２）
　ロケットの打ち上げについての運動方程式を導出し、簡単な数値での計算を行います。
〇第１１回　小テスト
　これまで学んだ範囲の理解度を深めるために、小テストを行い、解説します。
○第１２回　仕事とエネルギー（１）
　これから、運動方程式を基礎にして仕事、運動エネルギー、位置エネルギー、保存力を考えていくにあたりベクトルの内積が必要となります。まず、ベクトルの内積を学びます。
〇第１３回　仕事とエネルギー（２）
　エネルギーを考えるため仕事について学んだあと、運動方程式のエネルギー積分から運動エネルギーを導出します。
○第１４回　仕事とエネルギー（３）
　重力、バネの力、万有引力のような保存力の場合、エネルギー保存の法則が成り立つことを学びます。
〇第１５回　仕事とエネルギー（４）
　仕事率、動力について学びます。
〇第１６回　小テスト
　これまで学んだ範囲の理解確認の小テストを行い、解説します。		 ・教科書の中に、答を示しているが、その課程が省略されているので、各自自分で答を導けるようにすること。
授業の運営方法 授業はゼミ形式とし、学生が教科書の担当部分を予習して資料を作成し、教壇に立って説明して学生自身で授業をすすめてもらいます。教員は予習した内容に対して助言を与え、学生の問題解決能力やプレゼンテーション能力を養いながら力学を学習します。
備考
学生が達成すべき到達目標 　物理の基本となる力についての概念を身に付け、数式として表せることができる。
評価方法 評価の割合 評価の実施方法と注意点
試験
小テスト 70 講義の内容を理解できているかを確認します。
レポート 20
成果発表
作品
その他 10 授業への出席、授業態度を見ます。
合計 100 ―